KR20190116207A - Joining method and joining system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판끼리를 접합하는 접합 장치 및 당해 접합 장치를 구비한 접합 시스템에 관한 것이다.This invention relates to the bonding apparatus which joins board | substrates, and the bonding system provided with the said bonding apparatus.
최근 들어, 반도체 디바이스의 고집적화가 진행되고 있다. 고집적화한 복수의 반도체 디바이스를 수평면 내에서 배치하고, 이들 반도체 디바이스를 배선으로 접속하여 제품화하는 경우, 배선 길이가 증대하고, 이로 인해 배선의 저항이 커지는 점, 또한 배선 지연이 커지는 점이 우려된다.In recent years, high integration of semiconductor devices is progressing. In the case where a plurality of highly integrated semiconductor devices are arranged in a horizontal plane and these semiconductor devices are connected by wiring to produce a product, the wiring length is increased, thereby increasing the resistance of the wiring and increasing the wiring delay.
따라서, 반도체 디바이스를 3차원으로 적층하는 3차원 집적 기술을 이용하는 것이 제안되고 있다. 이 3차원 집적 기술에서는, 예를 들어 접합 시스템을 이용하여, 2매의 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라 함)의 접합이 행해진다. 예를 들어 접합 시스템은, 웨이퍼가 접합되는 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와, 당해 표면 친수화 장치로 표면이 친수화된 웨이퍼끼리를 접합하는 접합 장치를 갖는다. 이러한 접합 시스템에서는, 표면 친수화 장치에 있어서 웨이퍼의 표면에 순수를 공급하여 당해 웨이퍼의 표면을 친수화한 후, 접합 장치에 있어서 2매의 웨이퍼를 상하로 대향 배치하고(이하, 상측 웨이퍼를 「상부 웨이퍼」라 하고, 하측 웨이퍼를 「하부 웨이퍼」라 함), 상부 척에 흡착 보유 지지된 상부 웨이퍼와 하부 척에 흡착 보유 지지된 하부 웨이퍼를, 반데발스력 및 수소 결합(분자간력)에 의해 접합한다(특허문헌 1).Therefore, it is proposed to use a three-dimensional integration technique for stacking semiconductor devices in three dimensions. In this three-dimensional integration technique, for example, bonding of two semiconductor wafers (hereinafter referred to as "wafer") is performed using a bonding system. For example, a bonding system has a surface hydrophilization apparatus which hydrophilizes the surface to which a wafer is bonded, and a bonding apparatus which bonds the surfaces hydrophilized by the said surface hydrophilization apparatus. In such a bonding system, after supplying pure water to the surface of the wafer in the surface hydrophilization apparatus to hydrophilize the surface of the wafer, the two wafers are arranged up and down in the bonding apparatus (hereinafter, the upper wafer is referred to as “ The upper wafer ”, the lower wafer is referred to as the“ lower wafer ”), the upper wafer adsorbed and held on the upper chuck and the lower wafer adsorbed and held on the lower chuck by van de Waals and hydrogen bonding (molecular force). It joins (patent document 1).
전술한 특허문헌 1에 기재된 하부 척에는, 예를 들어 하부 척을 보유 지지하는 척 보유 지지부가 설치되고, 당해 척 보유 지지부를 통해 하부 척을 수평 방향 및 연직 방향으로 이동시키도록 되어 있다.The lower chuck described in Patent Document 1 is provided with a chuck holding portion for holding the lower chuck, for example, and moves the lower chuck in the horizontal direction and the vertical direction through the chuck holding portion.
그러나, 종래 하부 척과 척 보유 지지부는, 그 외주부에 있어서 복수 개소를 나사로 고정하고 있었다. 그렇게 하면, 나사로 고정되어 있는 부분이 특이점으로 되어, 당해 나사로 고정되어 있는 부분에서는 하부 척과 척 보유 지지부가 소정의 위치에서 밀착하지만, 나사로 고정되어 있지 않은 부분(나사와 나사 사이의 부분)에서는 하부 척과 척 보유 지지부는 연직 방향으로 왜곡되는 경우가 있다. 이러한 경우, 하부 척에 보유 지지된 하부 웨이퍼도 연직 방향으로 왜곡된다. 그렇게 하면, 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼를 접합하였을 때, 접합된 중합 웨이퍼에 연직 방향의 왜곡이 발생한다.However, the lower chuck | zipper and the chuck | zipper holding part conventionally fixed several places with the screw at the outer peripheral part. In this case, the part fixed by the screw becomes a singular point, and the lower chuck and the chuck holding part are in close contact with each other at a predetermined position in the part fixed by the screw, but the lower chuck and the lower chuck and the lower part in the part not fixed by the screw (the part between the screw and the screw). The chuck holding part may be distorted in the vertical direction. In this case, the lower wafer held by the lower chuck is also distorted in the vertical direction. As a result, when the upper wafer and the lower wafer are bonded together, vertical distortion occurs in the bonded polymerized wafer.
본 발명은, 기판끼리를 접합할 때 기판을 적절하게 보유 지지하면서, 접합된 기판의 연직 방향의 왜곡을 억제할 수 있는 접합 장치 및 접합 시스템을 제공한다.The present invention provides a bonding apparatus and a bonding system capable of suppressing distortion in the vertical direction of the bonded substrate while appropriately holding the substrate when bonding the substrates together.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판끼리를 접합하는 접합 장치로서, 하면에 있어서 제1 기판을 흡착 보유 지지하는 제1 척과, 상기 제1 척의 하방에 설치되고, 상면에 있어서 제2 기판을 흡착 보유 지지하는 제2 척과, 상기 제2 척의 하방에 설치되고, 상기 제2 척을 진공 흡인하여 보유 지지하기 위한 흡인 홈이 상면에 고리 형상으로 형성된 척 보유 지지부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to achieve the said objective, this invention is a joining apparatus which joins board | substrates, and is provided below the 1st chuck which adsorbs-holds a 1st board | substrate in the lower surface, and the said 1st chuck, and has a 2nd board | substrate in an upper surface. And a chuck holding portion provided below the second chuck, and having a suction groove for sucking and holding the second chuck by vacuum.
본 발명에 의하면, 척 보유 지지부가 제2 척을 진공 흡인하여 흡착 보유 지지하므로, 종래와 같이 제2 척이 연직 방향으로 왜곡되는 것을 억제할 수 있다. 특히 척 보유 지지부의 흡인 홈은 고리 형상으로 형성되어 있으므로, 척 보유 지지부는 제2 척을 면 형상으로 진공 흡인할 수 있어, 종래의 나사와 같이 특이점이 형성되지 않으므로, 제2 척의 연직 방향의 왜곡을 더 억제할 수 있다. 따라서, 제2 척에 보유 지지된 제2 기판의 연직 방향의 왜곡을 억제할 수 있어, 제1 기판과 제2 기판을 접합할 때, 접합된 기판의 연직 방향의 왜곡을 억제할 수 있다.According to the present invention, since the chuck holding portion sucks and holds the second chuck by vacuum suction, the second chuck can be suppressed from being distorted in the vertical direction as in the prior art. In particular, since the suction groove of the chuck holding portion is formed in an annular shape, the chuck holding portion can suck the second chuck in a vacuum in a planar shape, and since no singular point is formed like a conventional screw, the second chuck is distorted in the vertical direction. Can be further suppressed. Therefore, distortion in the vertical direction of the second substrate held by the second chuck can be suppressed, and when joining the first substrate and the second substrate, distortion in the vertical direction of the bonded substrate can be suppressed.
상기 흡인 홈은, 동심원 형상으로 서로 다른 직경을 갖고 이중으로 형성되어 있어도 된다.The suction grooves may be formed in a concentric shape and have a different diameter and double.
상기 척 보유 지지부의 상면 중심부에는, 주위에 비하여 돌출되고, 상기 제2 척과 접촉하는 중심 돌출부가 형성되고, 상기 척 보유 지지부의 상면 외주부에는, 주위에 비하여 돌출되고, 상기 제2 척과 접촉하는 복수의 외주 돌출부가 형성되어 있어도 된다.The center of the upper surface of the chuck holding portion protrudes relative to the circumference, and a central protrusion is formed to contact the second chuck, and the upper surface outer periphery of the chuck holding portion protrudes relative to the circumference and contacts the second chuck. The outer periphery may be formed.
상기 척 보유 지지부는, 그 척 보유 지지부의 하방에 설치되고, 상기 제2 척을 이동시키는 이동 기구에 의해 지지되어 있어도 된다.The chuck holding portion may be provided below the chuck holding portion, and may be supported by a moving mechanism for moving the second chuck.
다른 관점에 따른 본 발명은 상기 접합 장치를 구비한 접합 시스템으로서, 상기 접합 장치를 구비한 처리 스테이션과, 상기 제1 기판, 상기 제2 기판 또는 상 기 제1 기판과 상기 제2 기판이 접합된 상기 중합 기판을 각각 복수 보유 가능하고, 상기 처리 스테이션에 대하여 상기 제1 기판, 상기 제2 기판 또는 상기 중합 기판을 반출입하는 반출입 스테이션을 구비하고, 상기 처리 스테이션은, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판이 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 장치와, 상기 표면 개질 장치로 개질된 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와, 상기 표면 개질 장치, 상기 표면 친수화 장치 및 상기 접합 장치에 대하여 상기 제1 기판, 상기 제2 기판 또는 상기 중합 기판을 반송하기 위한 반송 영역을 갖고, 상기 접합 장치에서는, 상기 표면 친수화 장치로 표면이 친수화된 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하는 것을 특징으로 하고 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a bonding system including the bonding apparatus, in which a processing station including the bonding apparatus, the first substrate, the second substrate, or the first substrate and the second substrate are bonded to each other. A plurality of polymer substrates can be held, respectively, and a carrying-in / out station for carrying in and out of the first substrate, the second substrate, and the polymerized substrate with respect to the processing station, and the processing station includes the first substrate and the second substrate. A surface modification apparatus for modifying the surface to which the substrate is bonded, a surface hydrophilization apparatus for hydrophilizing the surface of the first substrate or the second substrate modified with the surface modification apparatus, the surface modification apparatus, the surface hydrophilization It has a conveyance area | region for conveying the said 1st board | substrate, the said 2nd board | substrate, or the said polymeric board | substrate with respect to an apparatus and the said bonding apparatus, The said bonding apparatus Standing, and is characterized by bonding the first substrate and the second substrate whose surface is hydrophilic in the surface hydrophilizing apparatus.
본 발명에 의하면, 기판끼리를 접합할 때 기판을 적절하게 보유 지지하면서, 접합된 기판의 연직 방향의 왜곡을 억제할 수 있다.According to the present invention, it is possible to suppress distortion in the vertical direction of the bonded substrate while appropriately holding the substrate when bonding the substrates together.
도 1은 본 실시 형태에 따른 접합 시스템의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 접합 시스템의 내부 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 3은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 4는 표면 개질 장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 5는 이온 통과 구조체의 평면도이다.
도 6은 표면 친수화 장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 7은 표면 친수화 장치의 구성의 개략을 나타내는 횡단면도이다.
도 8은 접합 장치의 구성의 개략을 나타내는 횡단면도이다.
도 9는 접합 장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 10은 위치 조절 기구의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 11은 반전 기구의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 12는 반전 기구의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 13은 반전 기구의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 14는 보유 지지 아암과 보유 지지 부재의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 15는 상부 척과 하부 척의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 16은 상부 척을 하방에서 본 평면도이다.
도 17은 하부 척을 상방에서 본 평면도이다.
도 18은 하부 척 보유 지지부의 사시도이다.
도 19는 하부 척 보유 지지부의 평면도이다.
도 20은 웨이퍼 접합 처리의 주된 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 21은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 수평 방향의 위치를 조절하는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 22는 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 연직 방향의 위치를 조절하는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 23은 상부 웨이퍼의 중심부와 하부 웨이퍼의 중심부를 접촉시켜 가압하는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 24는 상부 웨이퍼를 하부 웨이퍼에 순차 접촉시키는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 25는 상부 웨이퍼의 표면과 하부 웨이퍼의 표면을 접촉시킨 모습을 나타내는 설명도이다.
도 26은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼가 접합된 모습을 나타내는 설명도이다.1 is a plan view illustrating an outline of a configuration of a bonding system according to the present embodiment.
2 is a side view illustrating an outline of an internal configuration of a bonding system according to the present embodiment.
3 is a side view illustrating an outline of a configuration of an upper wafer and a lower wafer.
4 is a longitudinal sectional view showing an outline of the configuration of the surface modification apparatus.
5 is a plan view of the ion passage structure.
6 is a longitudinal cross-sectional view showing an outline of the configuration of the surface hydrophilization device.
7 is a cross-sectional view showing an outline of the configuration of the surface hydrophilization device.
8 is a cross-sectional view showing an outline of the configuration of the bonding apparatus.
It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of the structure of a bonding apparatus.
It is a side view which shows the outline of the structure of a position adjustment mechanism.
It is a top view which shows the outline of the structure of a reversing mechanism.
It is a side view which shows the outline of the structure of a reversing mechanism.
It is a side view which shows the outline of the structure of a reversing mechanism.
It is a side view which shows the outline of the structure of a holding arm and a holding member.
It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of the structure of an upper chuck and a lower chuck.
16 is a plan view of the upper chuck seen from below.
17 is a plan view of the lower chuck seen from above.
18 is a perspective view of the lower chuck holder.
19 is a top view of the lower chuck holder.
It is a flowchart which shows the main process of wafer bonding process.
It is explanatory drawing which shows the mode which adjusts the position of the upper wafer and the lower wafer in the horizontal direction.
It is explanatory drawing which shows the mode which adjusts the position of the upper wafer and the lower wafer in the perpendicular direction.
It is explanatory drawing which shows the state which contact | presses and presses the center part of an upper wafer and the center part of a lower wafer.
It is explanatory drawing which shows the mode which makes the upper wafer contact a lower wafer sequentially.
It is explanatory drawing which shows the state which made the surface of the upper wafer and the surface of a lower wafer contact.
It is explanatory drawing which shows the state which the upper wafer and the lower wafer joined together.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 접합 시스템(1)의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다. 도 2는, 접합 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described. FIG. 1: is a top view which shows the outline of the structure of the bonding system 1 which concerns on this embodiment. 2 is a side view illustrating an outline of an internal configuration of the bonding system 1.
접합 시스템(1)에서는, 도 3에 도시한 바와 같이 예를 들어 2매의 기판으로서의 웨이퍼(WU, WL)를 접합한다. 이하, 상측에 배치되는 웨이퍼를, 제1 기판으로서의 「상부 웨이퍼(WU)」라 하고, 하측에 배치되는 웨이퍼를, 제2 기판으로서의 「하부 웨이퍼(WL)」라 한다. 또한, 상부 웨이퍼(WU)가 접합되는 접합면을 「표면(WU1)」이라 하고, 당해 표면(WU1)과 반대측 면을 「이면(WU2)」이라 한다. 마찬가지로, 하부 웨이퍼(WL)가 접합되는 접합면을 「표면(WL1)」이라 하고, 당해 표면(WL1)과 반대측 면을 「이면(WL2)」이라 한다. 그리고, 접합 시스템(1)에서는, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)를 접합하여, 중합 기판으로서의 중합 웨이퍼(WT)를 형성한다.Joining system (1), for example as shown in Fig. 3 example will be bonded to the wafer as the two substrates (W U, W L). A wafer disposed below the upper side, to as "upper wafer (W U)" as the first substrate, and the wafer is placed on the lower side, as a second substrate as a "lower wafer (W L)". In addition, the bonding surface to which the upper wafer W U is bonded is called "surface W U1 ," and the surface opposite to the said surface W U1 is called "rear surface W U2 ." Similarly, the bonding surface to which the lower wafer W L is bonded is called "surface W L1 ," and the surface opposite to the said surface W L1 is called "rear surface W L2 ." In the bonding system 1, the upper wafer W U and the lower wafer W L are joined to form a polymerized wafer W T as a polymerized substrate.
접합 시스템(1)은 도 1에 도시한 바와 같이 예를 들어 외부와의 사이에서 복수의 웨이퍼(WU, WL), 복수의 중합 웨이퍼(WT)를 각각 수용 가능한 카세트(CU, CL, CT)가 반출입되는 반출입 스테이션(2)과, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)에 대하여 소정의 처리를 실시하는 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(3)을 일체로 접속한 구성을 갖는다.As shown in FIG. 1, the bonding system 1 includes, for example, a cassette C U , C that can accommodate a plurality of wafers W U , W L and a plurality of polymerized wafers W T , respectively, from the outside. A processing station 3 having a loading and unloading station 2 into which L and C T are carried in and out, and various processing apparatuses that perform predetermined processing on the wafers W U and W L and the polymerized wafer W T. It has a structure connected integrally.
반출입 스테이션(2)에는, 카세트 적재대(10)가 설치되어 있다. 카세트 적재대(10)에는, 복수, 예를 들어 4개의 카세트 적재판(11)이 설치되어 있다. 카세트 적재판(11)은 수평 방향의 X 방향(도 1에서의 상하 방향)으로 일렬로 나란히 배치되어 있다. 이들 카세트 적재판(11)에는, 접합 시스템(1)의 외부에 대하여 카세트(CU, CL, CT)를 반출입할 때에 카세트(CU, CL, CT)를 적재할 수 있다. 이와 같이, 반출입 스테이션(2)은 복수의 상부 웨이퍼(WU), 복수의 하부 웨이퍼(WL), 복수의 중합 웨이퍼(WT)를 보유 가능하게 구성되어 있다. 또한, 카세트 적재판(11)의 개수는, 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의로 설정할 수 있다. 또한, 카세트의 하나를 이상 웨이퍼의 회수용으로서 이용하여도 된다. 즉, 다양한 요인으로 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합에 이상이 생긴 웨이퍼를, 다른 정상인 중합 웨이퍼(WT)와 분리할 수 있는 카세트이다. 본 실시 형태에 있어서는, 복수의 카세트(CT) 중, 하나의 카세트(CT)를 이상 웨이퍼의 회수용으로서 이용하고, 다른 카세트(CT)를 정상인 중합 웨이퍼(WT)의 수용용으로서 이용하고 있다.The cassette loading table 10 is provided in the carrying in / out station 2. In the cassette mounting table 10, a plurality, for example, four cassette mounting plates 11 are provided. The cassette mounting plates 11 are arranged side by side in the horizontal X direction (up and down direction in FIG. 1). The cassettes C U , C L , C T can be loaded into these cassette mounting plates 11 when carrying out the cassettes C U , C L , C T to the outside of the bonding system 1. As described above, the carry-in / out station 2 is configured to be capable of holding a plurality of upper wafers W U , a plurality of lower wafers W L , and a plurality of polymerized wafers W T. In addition, the number of cassette mounting plates 11 is not limited to this embodiment, It can set arbitrarily. In addition, one of the cassettes may be used for recovery of the abnormal wafer. That is, it is a cassette which can separate a wafer which has abnormality in joining the upper wafer W U and the lower wafer W L due to various factors from another normal polymerized wafer W T. In the present embodiment, one cassette C T is used for recovery of the abnormal wafer among the plurality of cassettes C T , and the other cassette C T is used for accommodating the normal polymerized wafer W T. I use it.
반출입 스테이션(2)에는, 카세트 적재대(10)에 인접하여 웨이퍼 반송부(20)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송부(20)에는, X 방향으로 연신하는 반송로(21) 위를 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(22)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(22)는 연직 방향 및 연직축 주위(θ 방향)로도 이동 가능하며, 각 카세트 적재판(11) 상의 카세트(CU, CL, CT)와, 후술하는 처리 스테이션(3)의 제3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(50, 51) 사이에서 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송할 수 있다.In the carrying-in / out station 2, the wafer conveyance part 20 is provided adjacent to the cassette mounting base 10. The wafer conveyance apparatus 20 is provided with the wafer conveyance apparatus 22 which can move on the conveyance path 21 extended in the X direction. The wafer transfer device 22 is also movable in the vertical direction and the vertical axis circumference (theta direction), and the cassettes C U , C L , C T on each cassette mounting plate 11 and the processing station 3 described later The wafers W U and W L and the polymerized wafer W T can be transported between the transition devices 50 and 51 of the third processing block G3.
처리 스테이션(3)에는, 각종 장치를 구비한 복수, 예를 들어 3개의 처리 블록(G1, G2, G3)이 설치되어 있다. 예를 들어 처리 스테이션(3)의 정면측(도 1의 X 방향 부방향측)에는, 제1 처리 블록(G1)이 설치되고, 처리 스테이션(3)의 배면측(도 1의 X 방향 정방향측)에는, 제2 처리 블록(G2)이 설치되어 있다. 또한, 처리 스테이션(3)의 반출입 스테이션(2) 측(도 1의 Y 방향 부방향측)에는, 제3 처리 블록(G3)이 설치되어 있다. The processing station 3 is provided with plural, for example, three processing blocks G1, G2, and G3 provided with various devices. For example, the first processing block G1 is provided on the front side (the X-direction negative direction side in FIG. 1) of the processing station 3, and the back side of the processing station 3 (the X-direction forward direction side in FIG. 1). ) Is provided with a second processing block G2. Moreover, the 3rd process block G3 is provided in the carrying-in / out station 2 side (Y direction negative direction side of FIG. 1) of the processing station 3. As shown in FIG.
예를 들어 제1 처리 블록(G1)에는, 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)을 개질하는 표면 개질 장치(30)가 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 표면 개질 장치(30)에 있어서, 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)에 있어서의 SiO2의 결합을 절단하여 단결합의 SiO로 함으로써, 그 후 친수화되기 쉽게 하도록 당해 표면(WU1, WL1)을 개질한다.For example, the first processing block (G1) is provided with a surface modification apparatus 30 for modifying the surface (W U1, W L1) of the wafer (W U, W L) are arranged. In the present embodiment, in the surface modification apparatus 30, the bonds of SiO 2 on the surfaces W U1 and W L1 of the wafers W U and W L are cut to form SiO as single bonds. The surfaces W U1 and W L1 are modified to facilitate hydration.
예를 들어 제2 처리 블록(G2)에는, 예를 들어 순수에 의해 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)을 친수화함과 함께 당해 표면(WU1, WL1)을 세정하는 표면 친수화 장치(40), 웨이퍼(WU, WL)를 접합하는 접합 장치(41)가 반출입 스테이션(2) 측으로부터 이 순서로 수평 방향의 Y 방향으로 나란히 배치되어 있다.For contains a second processing block (G2), for example, the wafer surface (W U1, W L1) to a surface (W U1, W L1) art with hydrophilic hwaham of (W U, W L) by pure cleaning the surface is hit hydration apparatus 40, the bonding device 41 for bonding the wafer (W U, W L) are arranged side by side in the Y direction in the horizontal direction in this order from the banchulip station 2 side.
예를 들어 제3 처리 블록(G3)에는, 도 2에 도시한 바와 같이 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 트랜지션 장치(50, 51)가 아래부터 순서대로 2단으로 설치되어 있다.For example, in the third processing block G3, as illustrated in FIG. 2, the transition devices 50 and 51 of the wafers W U and W L and the polymerized wafers W T are arranged in two stages in order from the bottom. It is installed.
도 1에 도시한 바와 같이 제1 처리 블록(G1) 내지 제3 처리 블록(G3)으로 둘러싸인 영역에는, 웨이퍼 반송 영역(60)이 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(60)에는, 예를 들어 웨이퍼 반송 장치(61)가 배치되어 있다.As shown in FIG. 1, the wafer conveyance area | region 60 is formed in the area | region enclosed by the 1st process block G1-the 3rd process block G3. In the wafer conveyance region 60, for example, a wafer conveyance apparatus 61 is disposed.
웨이퍼 반송 장치(61)는 예를 들어 연직 방향, 수평 방향(Y 방향, X 방향) 및 연직축 주위로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(61)는 웨이퍼 반송 영역(60) 내를 이동하고, 주위의 제1 처리 블록(G1), 제2 처리 블록(G2) 및 제3 처리 블록(G3) 내의 소정의 장치로 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송할 수 있다.The wafer conveyance apparatus 61 has the conveyance arm which can move about a perpendicular direction, a horizontal direction (Y direction, X direction), and a vertical axis, for example. The wafer conveyance apparatus 61 moves in the wafer conveyance area | region 60, and the wafer (the predetermined | prescribed apparatus in the 1st process block G1, the 2nd process block G2, and the 3rd process block G3 of the periphery) W U , W L ) and the polymerized wafer W T can be transported.
다음으로, 전술한 표면 개질 장치(30)의 구성에 대하여 설명한다. 표면 개질 장치(30)는 도 4에 도시한 바와 같이 처리 용기(100)를 갖고 있다. 처리 용기(100)의 상면은 개구되고, 당해 상면 개구부에 후술하는 래디얼 라인 슬롯 안테나(120)(RLSA: Radial Line Slot Antenna)가 배치되고, 처리 용기(100)는 내부를 밀폐 가능하게 구성되어 있다.Next, the structure of the surface modification apparatus 30 mentioned above is demonstrated. The surface modification apparatus 30 has the processing container 100 as shown in FIG. The upper surface of the processing container 100 is opened, and a radial line slot antenna 120 (RLSA: Radial Line Slot Antenna) to be described later is disposed in the upper surface opening, and the processing container 100 is configured to seal the inside thereof. .
처리 용기(100)의 웨이퍼 반송 영역(60) 측의 측면에는, 웨이퍼(WU, WL)의 반출입구(101)가 형성되고, 당해 반출입구(101)에는 게이트 밸브(102)가 설치되어 있다.On the side of the wafer transfer region 60 side of the processing container 100, a carry-out port 101 of the wafers W U and W L is formed, and a gate valve 102 is provided at the carry-out port 101. have.
처리 용기(100)의 저면에는, 흡기구(103)가 형성되어 있다. 흡기구(103)에는, 처리 용기(100)의 내부 분위기를 소정의 진공도까지 감압하는 흡기 장치(104)에 연통하는 흡기관(105)이 접속되어 있다.The inlet port 103 is formed in the bottom surface of the processing container 100. An intake pipe 105 is connected to the intake port 103 that communicates with the intake device 104 that reduces the internal atmosphere of the processing container 100 to a predetermined degree of vacuum.
또한, 처리 용기(100)의 저면에는, 웨이퍼(WU, WL)를 적재하는 적재대(110)가 설치되어 있다. 적재대(110)는 예를 들어 정전 흡착이나 진공 흡착에 의해 웨이퍼(WU, WL)를 적재할 수 있다. 적재대(110)에는, 후술하는 바와 같이 적재대(110) 상의 웨이퍼(WU, WL)에 조사되는 처리 가스의 이온(산소 이온)에 의해 발생하는 이온 전류를 측정하는 이온 전류계(111)가 설치되어 있다.In addition, on the bottom of the processing container 100, a mounting table 110 for mounting wafers W U and W L is provided. The mounting table 110 may load the wafers W U and W L by, for example, electrostatic adsorption or vacuum adsorption. As described later, the mounting table 110 includes an ion ammeter 111 that measures the ion current generated by the ions (oxygen ions) of the processing gas irradiated to the wafers W U and W L on the mounting table 110. Is installed.
적재대(110)에는, 예를 들어 냉각 매체를 유통시키는 온도 조절 기구(112)가 내장되어 있다. 온도 조절 기구(112)는 냉각 매체의 온도를 조절하는 액온 조절부(113)에 접속되어 있다. 그리고, 액온 조절부(113)에 의해 냉매 매체의 온도가 조절되어, 적재대(110)의 온도를 제어할 수 있다. 이 결과, 적재대(110) 상에 적재된 웨이퍼(WU, WL)를 소정의 온도로 유지할 수 있다.The mounting table 110 includes, for example, a temperature control mechanism 112 for circulating the cooling medium. The temperature control mechanism 112 is connected to the liquid temperature control part 113 which adjusts the temperature of a cooling medium. In addition, the temperature of the coolant medium is controlled by the liquid temperature controller 113 to control the temperature of the mounting table 110. As a result, the wafers W U and W L stacked on the mounting table 110 can be maintained at a predetermined temperature.
또한, 적재대(110)의 하방에는, 웨이퍼(WU, WL)를 하방으로부터 지지하여 승강시키기 위한 승강 핀(도시생략)이 설치되어 있다. 승강 핀은, 적재대(110)에 형성된 관통 구멍(도시생략)을 삽입 관통하고 적재대(110)의 상면으로부터 돌출 가능하게 되어 있다.In addition, a lifting pin (not shown) is provided below the mounting table 110 to support and lift the wafers W U and W L from below. The lifting pins penetrate through the through holes (not shown) formed in the mounting table 110, and are able to protrude from the upper surface of the mounting table 110.
처리 용기(100)의 상면 개구부에는, 플라즈마 생성용 마이크로파를 공급하는 래디얼 라인 슬롯 안테나(120)가 설치되어 있다. 래디얼 라인 슬롯 안테나(120)는, 하면이 개구된 안테나 본체(121)를 구비하고 있다. 안테나 본체(121)의 내부에는, 예를 들어 냉각 매체를 유통시키는 유통로(도시생략)가 설치되어 있다.The radial line slot antenna 120 which supplies the microwave for plasma generation is provided in the upper surface opening part of the processing container 100. The radial line slot antenna 120 is provided with the antenna main body 121 with the lower surface opened. Inside the antenna main body 121, for example, a distribution path (not shown) for distributing a cooling medium is provided.
안테나 본체(121)의 하면의 개구부에는, 복수의 슬롯이 형성되고, 안테나로서 기능하는 슬롯판(122)이 설치되어 있다. 슬롯판(122)의 재료에는, 도전성을 갖는 재료, 예를 들어 구리, 알루미늄, 니켈 등이 이용된다. 안테나 본체(121) 내의 슬롯판(122)의 상부에는, 지상판(123)이 설치되어 있다. 지상판(123)의 재료에는, 저손실 유전체 재료, 예를 들어 석영, 알루미나, 질화알루미늄 등이 이용된다.In the opening part of the lower surface of the antenna main body 121, the some slot is formed and the slot plate 122 which functions as an antenna is provided. As the material of the slot plate 122, a material having conductivity, for example, copper, aluminum, nickel, or the like is used. The ground plate 123 is provided above the slot plate 122 in the antenna main body 121. As the material of the ground plate 123, a low loss dielectric material such as quartz, alumina, aluminum nitride, or the like is used.
안테나 본체(121) 및 슬롯판(122)의 하방에는, 마이크로파 투과판(124)이 설치되어 있다. 마이크로파 투과판(124)은 예를 들어 O링 등의 시일재(도시생략)를 개재하여, 처리 용기(100)의 내부를 막도록 배치되어 있다. 마이크로파 투과판(124)의 재료에는, 유전체, 예를 들어 석영이나 Al2O3 등이 사용된다.Below the antenna main body 121 and the slot plate 122, a microwave transmitting plate 124 is provided. The microwave permeation plate 124 is disposed so as to block the inside of the processing container 100 via, for example, a sealing material such as an O-ring. As the material of the microwave transmitting plate 124, a dielectric such as quartz, Al 2 O 3, or the like is used.
*안테나 본체(121)의 상부에는, 마이크로파 발진 장치(125)에 연통하는 동축 도파관(126)이 접속되어 있다. 마이크로파 발진 장치(125)는 처리 용기(100)의 외부에 설치되어 있고, 래디얼 라인 슬롯 안테나(120)에 대하여 소정 주파수, 예를 들어 2.45㎓의 마이크로파를 발진할 수 있다.A coaxial waveguide 126 communicating with the microwave oscillation device 125 is connected to the upper portion of the antenna main body 121. The microwave oscillation apparatus 125 is provided outside the processing container 100, and can oscillate a microwave of a predetermined frequency, for example, 2.45 GHz, with respect to the radial line slot antenna 120.
이러한 구성에 의해, 마이크로파 발진 장치(125)로부터 발진된 마이크로파는, 래디얼 라인 슬롯 안테나(120) 내에 전반되고, 지상판(123)에서 압축되어 단파장화되어, 슬롯판(122)에서 원편파를 발생시킨 후, 마이크로파 투과판(124)을 투과하여 처리 용기(100) 내를 향해 방사된다.By such a configuration, the microwaves oscillated from the microwave oscillation device 125 are propagated in the radial line slot antenna 120, compressed by the ground plate 123, and shortened to generate circular polarized waves in the slot plate 122. After being made, the microwave permeation plate 124 penetrates and is radiated into the processing container 100.
처리 용기(100)의 측면에는, 당해 처리 용기(100) 내에 처리 가스로서의 산소 가스를 공급하는 가스 공급관(130)이 접속되어 있다. 가스 공급관(130)은 후술하는 이온 통과 구조체(140)의 상방에 배치되고, 처리 용기(100) 내의 플라즈마 생성 영역(R1)에 산소 가스를 공급한다. 또한, 가스 공급관(130)에는, 내부에 산소 가스를 저류하는 가스 공급원(131)에 연통하고 있다. 가스 공급관(130)에는, 산소 가스의 흐름을 제어하는 밸브나 유량 조절부 등을 포함하는 공급 기기군(132)이 설치되어 있다.The gas supply pipe 130 which supplies the oxygen gas as a processing gas in the processing container 100 is connected to the side surface of the processing container 100. The gas supply pipe 130 is disposed above the ion passage structure 140, which will be described later, and supplies oxygen gas to the plasma generation region R1 in the processing container 100. In addition, the gas supply pipe 130 communicates with a gas supply source 131 that stores oxygen gas therein. The gas supply pipe 130 is provided with a supply device group 132 including a valve for controlling the flow of oxygen gas, a flow rate control unit, and the like.
처리 용기(100) 내의 적재대(110)와 래디얼 라인 슬롯 안테나(120)의 사이에는, 이온 통과 구조체(140)가 설치되어 있다. 즉, 이온 통과 구조체(140)는 처리 용기(100)의 내부를, 가스 공급관(130)으로부터 공급된 산소 가스를 래디얼 라인 슬롯 안테나(120)로부터 방사된 마이크로파에 의해 플라즈마화하는 플라즈마 생성 영역(R1)과, 플라즈마 생성 영역(R1)에서 생성된 산소 이온을 이용하여 적재대(110) 상의 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)을 개질하는 처리 영역(R2)으로 구획하도록 설치되어 있다.An ion passage structure 140 is provided between the mounting table 110 and the radial line slot antenna 120 in the processing container 100. That is, the ion passage structure 140 plasma-produces the inside of the processing container 100 in the plasma generation region R1 that converts the oxygen gas supplied from the gas supply pipe 130 by the microwaves radiated from the radial line slot antenna 120. ) And a processing region R2 for modifying the surfaces W U1 , W L1 of the wafers W U , W L on the mounting table 110 using oxygen ions generated in the plasma generating region R1. It is installed to
이온 통과 구조체(140)는 한 쌍의 전극(141, 142)을 갖고 있다. 이하, 상부에 배치된 전극을 「상부 전극(141)」이라 하고, 하부에 배치된 전극을 「하부 전극(142)」이라 하는 경우가 있다. 한 쌍의 전극(141, 142) 사이에는, 당해 한 쌍의 전극(141, 142)을 전기적으로 절연하는 절연재(143)가 설치되어 있다.The ion passage structure 140 has a pair of electrodes 141 and 142. Hereinafter, the electrode arrange | positioned above is called "upper electrode 141", and the electrode arrange | positioned underneath may be called "lower electrode 142." An insulating material 143 is provided between the pair of electrodes 141 and 142 to electrically insulate the pair of electrodes 141 and 142.
각 전극(141, 142)은, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 평면에서 보아 웨이퍼(WU, WL)의 직경보다도 큰 원 형상을 갖는다. 또한, 각 전극(141, 142)에는, 플라즈마 생성 영역(R1)으로부터 처리 영역(R2)으로 산소 이온이 통과하는 개구부(144)가 복수 형성되어 있다. 이들 복수의 개구부(144)는 예를 들어 격자상에 배치되어 있다. 또한, 복수의 개구부(144)의 형상이나 배치는, 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의로 설정할 수 있다.Each electrode 141, 142 has a circular shape larger than the diameters of the wafers W U and W L in plan view as shown in FIGS. 4 and 5. In each of the electrodes 141 and 142, a plurality of openings 144 through which oxygen ions pass from the plasma generation region R1 to the processing region R2 are formed. These openings 144 are arranged on the lattice, for example. In addition, the shape and arrangement | positioning of the some opening part 144 are not limited to this embodiment, It can set arbitrarily.
여기서, 각 개구부(144)의 치수는, 예를 들어 래디얼 라인 슬롯 안테나(120)로부터 방사되는 마이크로파의 파장보다도 짧게 설정되는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 래디얼 라인 슬롯 안테나(120)로부터 공급된 마이크로파가 이온 통과 구조체(140)에서 반사되어, 마이크로파의 처리 영역(R2)으로의 진입을 억제할 수 있다. 이 결과, 적재대(110) 상의 웨이퍼(WU, WL)가 마이크로파에 직접 노출되는 일이 없어, 마이크로파에 의한 웨이퍼(WU, WL)의 손상을 방지할 수 있다.Here, it is preferable that the dimension of each opening part 144 is set shorter than the wavelength of the microwave radiated | emitted from the radial line slot antenna 120, for example. By doing in this way, the microwave supplied from the radial line slot antenna 120 is reflected by the ion passage structure 140, and it can suppress entry of a microwave into the process region R2. As a result, the wafers W U and W L on the mounting table 110 are not directly exposed to the microwaves, and damage to the wafers W U and W L due to the microwaves can be prevented.
이온 통과 구조체(140)에는, 한 쌍의 전극(141, 142) 사이에 소정의 전압을 인가하는 전원(145)이 접속되어 있다. 이 전원(145)에 의해 인가되는 소정의 전압은, 후술하는 제어부(300)에 의해 제어되고, 최대 전압은 예를 들어 1KeV이다. 또한, 이온 통과 구조체(140)에는, 한 쌍의 전극(141, 142) 사이를 흐르는 전류를 측정하는 전류계(146)가 접속되어 있다.The ion passage structure 140 is connected to a power source 145 that applies a predetermined voltage between the pair of electrodes 141 and 142. The predetermined voltage applied by this power supply 145 is controlled by the control part 300 mentioned later, and the maximum voltage is 1 KeV, for example. In addition, an ammeter 146 for measuring a current flowing between the pair of electrodes 141 and 142 is connected to the ion passage structure 140.
다음으로, 전술한 표면 친수화 장치(40)의 구성에 대하여 설명한다. 표면 친수화 장치(40)는 도 6에 도시한 바와 같이 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(150)를 갖고 있다. 처리 용기(150)의 웨이퍼 반송 영역(60) 측의 측면에는, 도 7에 도시한 바와 같이 웨이퍼(WU, WL)의 반출입구(151)가 형성되고, 당해 반출입구(151)에는 개폐 셔터(152)가 설치되어 있다.Next, the structure of the surface hydrophilization apparatus 40 mentioned above is demonstrated. The surface hydrophilization apparatus 40 has the processing container 150 which can seal the inside as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the carrying in and out ports 151 of the wafers W U and W L are formed on the side surface of the processing container 150 at the wafer transfer region 60 side, and the opening and closing ports are opened and closed at the carrying in and out ports 151. The shutter 152 is provided.
처리 용기(150) 내의 중앙부에는, 도 6에 도시한 바와 같이 웨이퍼(WU, WL)를 보유 지지하여 회전시키는 스핀 척(160)이 설치되어 있다. 스핀 척(160)은 수평한 상면을 갖고, 당해 상면에는, 예를 들어 웨이퍼(WU, WL)를 흡인하는 흡인구(도시생략)가 형성되어 있다. 이 흡인구로부터의 흡인에 의해, 웨이퍼(WU, WL)를 스핀 척(160) 상에 흡착 보유 지지할 수 있다.The central portion in the processing chamber 150, the wafer is spin chuck 160 is rotated to hold the (W U, W L) is provided as shown in Fig. The spin chuck 160 has a horizontal upper surface, and a suction port (not shown) for sucking the wafers W U and W L is formed on the upper surface, for example. By suction from this suction port, the wafers W U and W L can be adsorbed and held on the spin chuck 160.
스핀 척(160)은 예를 들어 모터 등을 구비한 척 구동부(161)를 갖고, 그 척 구동부(161)에 의해 소정의 속도로 회전할 수 있다. 또한, 척 구동부(161)에는, 예를 들어 실린더 등의 승강 구동원이 설치되어 있으며, 스핀 척(160)은 승강 가능하게 되어 있다.The spin chuck 160 has, for example, a chuck driver 161 including a motor or the like, and can be rotated at a predetermined speed by the chuck driver 161. In addition, the chuck drive unit 161 is provided with a lift drive source such as a cylinder, for example, and the spin chuck 160 can be lifted.
스핀 척(160)의 주위에는, 웨이퍼(WU, WL)로부터 비산 또는 낙하하는 액체를 받아, 회수하는 컵(162)이 설치되어 있다. 컵(162)의 하면에는, 회수한 액체를 배출하는 배출관(163)과, 컵(162) 내의 분위기를 진공 흡인하여 배기하는 배기관(164)이 접속되어 있다.In the periphery of the spin chuck 160, a cup 162 is formed which receives and recovers liquid that is scattered or dropped from the wafers W U and W L. The lower surface of the cup 162 is connected to a discharge pipe 163 for discharging the recovered liquid and an exhaust pipe 164 for evacuating and evacuating the atmosphere in the cup 162.
도 7에 도시한 바와 같이 컵(162)의 X 방향 부방향(도 7의 하측 방향) 측에는, Y 방향(도 7의 좌우 방향)을 따라서 연신하는 레일(170)이 형성되어 있다. 레일(170)은 예를 들어 컵(162)의 Y 방향 부방향(도 7의 좌측 방향) 측의 외방으로부터 Y 방향 정방향(도 7의 우측 방향) 측의 외방까지 형성되어 있다. 레일(170)에는, 예를 들어 노즐 아암(171)과 스크럽 아암(172)이 부착되어 있다.As shown in FIG. 7, the rail 170 extended along the Y direction (left-right direction of FIG. 7) is formed in the X direction negative direction (lower direction of FIG. 7) of the cup 162. As shown in FIG. The rail 170 is formed, for example, from the outside of the Y-direction negative direction (left direction in FIG. 7) side of the cup 162 to the outside of the Y-direction positive direction (right direction in FIG. 7) side. The nozzle arm 171 and the scrub arm 172 are attached to the rail 170, for example.
노즐 아암(171)에는, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 웨이퍼(WU, WL)에 순수를 공급하는 순수 노즐(173)이 지지되어 있다. 노즐 아암(171)은 도 7에 도시한 노즐 구동부(174)에 의해, 레일(170) 위를 이동 가능하다. 이에 의해, 순수 노즐(173)은 컵(162)의 Y 방향 정방향측의 외방에 설치된 대기부(175)로부터 컵(162) 내의 웨이퍼(WU, WL)의 중심부 상방까지 이동할 수 있고, 나아가 당해 웨이퍼(WU, WL) 위를 웨이퍼(WU, WL)의 직경 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 노즐 아암(171)은 노즐 구동부(174)에 의해 승강 가능하며, 순수 노즐(173)의 높이를 조절할 수 있다.As shown in FIG. 6 and FIG. 7, a pure water nozzle 173 for supplying pure water to the wafers W U and W L is supported by the nozzle arm 171. The nozzle arm 171 can move on the rail 170 by the nozzle drive part 174 shown in FIG. As a result, pure water nozzle 173 may be moved to above the center of the wafer (W U, W L) in from the large base (175) Y provided on the outside in the direction of the forward side of the cup 162, the cup 162, and further The wafers W U and W L can be moved in the radial direction of the wafers W U and W L. In addition, the nozzle arm 171 can be raised and lowered by the nozzle driver 174, and the height of the pure water nozzle 173 can be adjusted.
순수 노즐(173)에는, 도 6에 도시한 바와 같이 당해 순수 노즐(173)에 순수를 공급하는 공급관(176)이 접속되어 있다. 공급관(176)은 내부에 순수를 저류하는 순수 공급원(177)에 연통하고 있다. 또한, 공급관(176)에는, 순수의 흐름을 제어하는 밸브나 유량 조절부 등을 포함하는 공급 기기군(178)이 설치되어 있다.The pure water nozzle 173 is connected with the supply pipe 176 which supplies pure water to the said pure water nozzle 173 as shown in FIG. The supply pipe 176 communicates with a pure water supply source 177 that stores pure water therein. In addition, the supply pipe 176 is provided with a supply device group 178 including a valve for controlling the flow of pure water, a flow rate adjusting unit, and the like.
스크럽 아암(172)에는, 스크럽 세정구(180)가 지지되어 있다. 스크럽 세정구(180)의 선단부에는, 예를 들어 복수의 실 형상이나 스펀지 형상의 브러시(180a)가 설치되어 있다. 스크럽 아암(172)은 도 7에 도시한 세정구 구동부(181)에 의해 레일(170) 위를 이동 가능하며, 스크럽 세정구(180)를, 컵(162)의 Y 방향 부방향측의 외측으로부터 컵(162) 내의 웨이퍼(WU, WL)의 중심부 상방까지 이동시킬 수 있다. 또한, 세정구 구동부(181)에 의해, 스크럽 아암(172)은 승강 가능하며, 스크럽 세정구(180)의 높이를 조절할 수 있다.The scrub cleaning tool 180 is supported by the scrub arm 172. At the tip end of the scrubber cleaning tool 180, a plurality of thread-shaped or sponge-shaped brushes 180a are provided, for example. The scrub arm 172 can move on the rail 170 by the washing | cleaning tool drive part 181 shown in FIG. 7, and the scrub washing | cleaning tool 180 is moved from the outer side of the cup 162 in the Y-direction negative direction side. It is possible to move up to the center of the wafers W U and W L in the cup 162. In addition, the scrub arm 172 can be moved up and down by the washing | cleaning tool drive part 181, and the height of the scrub washing | cleaning tool 180 can be adjusted.
또한, 이상의 구성에서는, 순수 노즐(173)과 스크럽 세정구(180)가 별도의 아암에 지지되어 있지만, 동일한 아암에 지지되어 있어도 된다. 또한, 순수 노즐(173)을 생략하여, 스크럽 세정구(180)로부터 순수를 공급하도록 해도 된다. 또한, 컵(162)을 생략하여, 처리 용기(150)의 저면에 액체를 배출하는 배출관과, 처리 용기(150) 내의 분위기를 배기하는 배기관을 접속해도 된다. 또한, 이상의 구성의 표면 친수화 장치(40)에서, 대전 방지용의 이오나이저(도시생략)를 설치해도 된다.In addition, in the above structure, although the pure water nozzle 173 and the scrub washing | cleaning tool 180 are supported by the other arm, you may be supported by the same arm. In addition, the pure water nozzle 173 may be omitted and pure water may be supplied from the scrubber cleaning device 180. In addition, the cup 162 may be abbreviate | omitted and the discharge pipe which discharge | releases a liquid to the bottom face of the processing container 150, and the exhaust pipe which exhausts the atmosphere in the processing container 150 may be connected. In addition, in the surface hydrophilization apparatus 40 of the above structure, you may provide the antistatic ionizer (not shown).
다음으로, 전술한 접합 장치(41)의 구성에 대하여 설명한다. 접합 장치(41)는 도 8에 도시한 바와 같이 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(190)를 갖고 있다. 처리 용기(190)의 웨이퍼 반송 영역(60) 측의 측면에는, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 반출입구(191)가 형성되고, 당해 반출입구(191)에는 개폐 셔터(192)가 설치되어 있다.Next, the structure of the bonding apparatus 41 mentioned above is demonstrated. The bonding apparatus 41 has the processing container 190 which can seal an inside as shown in FIG. On the side of the wafer transfer region 60 side of the processing container 190, the carry-out openings 191 of the wafers W U and W L and the polymerized wafer W T are formed, and the opening-and-closing openings 191 are opened and closed. The shutter 192 is provided.
처리 용기(190)의 내부는, 내벽(193)에 의해, 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2)으로 구획되어 있다. 전술한 반출입구(191)는 반송 영역(T1)에서의 처리 용기(190)의 측면에 형성되어 있다. 또한, 내벽(193)에도, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 반출입구(194)가 형성되어 있다.The inside of the processing container 190 is partitioned into the conveying area T1 and the processing area T2 by the inner wall 193. The carry-out opening 191 mentioned above is formed in the side surface of the processing container 190 in the conveyance area | region T1. Further, on the inner wall 193, the carrying in and out ports 194 of the wafers W U and W L and the polymerized wafers W T are formed.
*반송 영역(T1)의 X 방향 정방향측에는, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 일시적으로 적재하기 위한 트랜지션(200)이 설치되어 있다. 트랜지션(200)은 예를 들어 2단으로 형성되고, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT) 중 어느 것이나 2개를 동시에 적재할 수 있다.On the forward direction side of the transport region T1, a transition 200 for temporarily loading the wafers W U and W L and the polymerized wafer W T is provided. Transition 200, for example, can be formed in two stages and, loading Any of two of the wafer (W U, W L), polymerization wafer (W T) at the same time.
반송 영역(T1)에는, 웨이퍼 반송 기구(201)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 기구(201)는 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이 예를 들어 연직 방향, 수평 방향(Y 방향, X 방향) 및 연직축 주위로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 그리고, 웨이퍼 반송 기구(201)는 반송 영역(T1) 내, 또는 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2) 사이에서 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송할 수 있다.The wafer conveyance mechanism 201 is provided in the conveyance area | region T1. The wafer conveyance mechanism 201 has a conveyance arm which can move about a vertical direction, a horizontal direction (Y direction, an X direction), and a vertical axis, for example as shown to FIG. 8 and FIG. Then, the wafer transport mechanism 201 can transport the transport area (T1), or in the conveying area (T1) the wafer (W U, W L) between the treatment zone (T2), the polymerization wafer (W T) .
반송 영역(T1)의 X 방향 부방향측에는, 웨이퍼(WU, WL)의 수평 방향의 배향을 조절하는 위치 조절 기구(210)가 설치되어 있다. 위치 조절 기구(210)는 도 10에 도시한 바와 같이 베이스(211)와, 웨이퍼(WU, WL)를 흡착 보유 지지하여 회전시키는 보유 지지부(212)와, 웨이퍼(WU, WL)의 노치부의 위치를 검출하는 검출부(213)를 갖고 있다. 그리고, 위치 조절 기구(210)에서는, 보유 지지부(212)에 흡착 보유 지지된 웨이퍼(WU, WL)를 회전시키면서 검출부(213)에서 웨이퍼(WU, WL)의 노치부의 위치를 검출함으로써, 당해 노치부의 위치를 조절하여 웨이퍼(WU, WL)의 수평 방향의 배향을 조절하고 있다.There position adjustment for adjusting the orientation of the horizontal direction of the X direction side of the negative direction in the carrying area (T1), the wafer (W U, W L) mechanism 210 is installed. Position adjusting mechanism 210 includes a base 211, and a wafer holding portion 212, and a wafer (W U, W L) for rotating the support (W U, W L) holds the adsorption as shown in FIG. 10 It has a detection part 213 which detects the position of the notch part of. Then, the position adjusting mechanism 210 in, while rotating the holding suction holding the wafer (W U, W L), the support portion 212 detects the notch part position of the wafer (W U, W L) from the detector (213) by, and the art to adjust the notch position of the parts by controlling the orientation of the horizontal direction of the wafer (W U, W L).
또한, 반송 영역(T1)에는, 상부 웨이퍼(WU)의 표리면을 반전시키는 반전 기구(220)가 설치되어 있다. 반전 기구(220)는 도 11 내지 도 13에 도시한 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)를 보유 지지하는 보유 지지 아암(221)을 갖고 있다. 보유 지지 아암(221)은 수평 방향(도 11 및 도 12에서의 Y 방향)으로 연신하고 있다. 또한 보유 지지 아암(221)에는, 상부 웨이퍼(WU)를 보유 지지하는 보유 지지 부재(222)가 예를 들어 4개소에 설치되어 있다. 보유 지지 부재(222)는 도 14에 도시한 바와 같이 보유 지지 아암(221)에 대하여 수평 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한 보유 지지 부재(222)의 측면에는, 상부 웨이퍼(WU)의 외주부를 보유 지지하기 위한 절결(223)이 형성되어 있다. 그리고, 이들 보유 지지 부재(222)는 상부 웨이퍼(WU)를 끼워 넣어 보유 지지할 수 있다.Further, in the conveyance area (T1), a reversing mechanism 220 for reversing the front and rear surfaces of the upper wafer (W U) is provided. The inversion mechanism 220 has the holding arm 221 which hold | maintains the upper wafer W U as shown to FIGS. 11-13. The holding arm 221 is extended in the horizontal direction (Y direction in FIGS. 11 and 12). In addition, the holding arm 221 is provided with a holding member 222 for holding the upper wafer (W U) is provided in four places, for example. As shown in FIG. 14, the holding member 222 is configured to be movable in the horizontal direction with respect to the holding arm 221. Moreover, the notch 223 for holding the outer peripheral part of the upper wafer W U is formed in the side surface of the holding member 222. In addition, these holding members 222 can hold and hold the upper wafer W U.
보유 지지 아암(221)은 도 11 내지 도 13에 도시한 바와 같이 예를 들어 모터 등을 구비한 제1 구동부(224)에 지지되어 있다. 이 제1 구동부(224)에 의해, 보유 지지 아암(221)은 수평축 주위로 회동 가능하다. 또한 보유 지지 아암(221)은 제1 구동부(224)를 중심으로 회동 가능함과 함께, 수평 방향(도 11 및 도 12에서의 Y 방향)으로 이동 가능하다. 제1 구동부(224)의 하방에는, 예를 들어 모터 등을 구비한 제2 구동부(225)가 설치되어 있다. 이 제2 구동부(225)에 의해, 제1 구동부(224)는 연직 방향으로 연신하는 지지 기둥(226)을 따라서 연직 방향으로 이동할 수 있다. 이와 같이 제1 구동부(224)와 제2 구동부(225)에 의해, 보유 지지 부재(222)에 보유 지지된 상부 웨이퍼(WU)는, 수평축 주위로 회동할 수 있음과 함께 연직 방향 및 수평 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 보유 지지 부재(222)에 보유 지지된 상부 웨이퍼(WU)는, 제1 구동부(224)를 중심으로 회동하고, 위치 조절 기구(210)로부터 후술하는 상부 척(230)의 사이를 이동할 수 있다.The holding arm 221 is supported by the 1st drive part 224 provided with a motor etc. as shown in FIGS. 11-13, for example. By this 1st drive part 224, the holding arm 221 is rotatable about a horizontal axis. The holding arm 221 is rotatable about the first driving unit 224 and is movable in the horizontal direction (Y direction in FIGS. 11 and 12). Below the 1st drive part 224, the 2nd drive part 225 provided with a motor etc. are provided, for example. By this 2nd drive part 225, the 1st drive part 224 can move to a perpendicular direction along the support pillar 226 extending in a perpendicular direction. As described above, the upper wafer W U held by the holding member 222 by the first driving unit 224 and the second driving unit 225 can rotate around the horizontal axis, and also in the vertical direction and the horizontal direction. Can be moved. In addition, the upper wafer W U held by the holding member 222 rotates about the first driving unit 224 and moves between the upper chuck 230 described later from the position adjusting mechanism 210. Can be.
처리 영역(T2)에는, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)를 하면에서 흡착 보유 지지하는 제1 척으로서의 상부 척(230)과, 하부 웨이퍼(WL)를 상면에서 적재하여 흡착 보유 지지하는 제2 척으로서의 하부 척(231)이 설치되어 있다. 하부 척(231)은 상부 척(230)의 하방에 설치되고, 상부 척(230)과 대향 배치 가능하게 구성되어 있다. 즉, 상부 척(230)에 보유 지지된 상부 웨이퍼(WU)와 하부 척(231)에 보유 지지된 하부 웨이퍼(WL)는 대향하여 배치 가능하게 되어 있다.In the processing region T2, as shown in FIGS. 8 and 9, the upper chuck 230 as the first chuck which sucks and holds the upper wafer W U from the lower surface thereof, and the lower wafer W L from the upper surface thereof. A lower chuck 231 as a second chuck that is mounted and sucked and held is provided. The lower chuck 231 is provided below the upper chuck 230, and is configured to be disposed to face the upper chuck 230. That is, the upper wafer W U held by the upper chuck 230 and the lower wafer W L held by the lower chuck 231 can be disposed to face each other.
상부 척(230)은 도 9에 도시한 바와 같이 상부 척 보유 지지부(232)에 보유 지지되어 있다. 상부 척 보유 지지부(232)의 상방에는, 지지 기둥(233)을 통해 상부 척 구동부(234)가 설치되어 있다. 이 상부 척 구동부(234)에 의해, 상부 척(230)은 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.The upper chuck 230 is held by the upper chuck holding portion 232 as shown in FIG. 9. The upper chuck drive part 234 is provided above the upper chuck holding part 232 via the support column 233. By this upper chuck drive part 234, the upper chuck 230 is movable in the horizontal direction.
하부 척(231)은 하부 척 보유 지지부(235)에 보유 지지되어 있다. 하부 척 보유 지지부(235)의 하방에는, 샤프트(236)를 통해 하부 척 구동부(237)가 설치되어 있다. 이들 샤프트(236)와 하부 척 구동부(237)가 본 발명에서의 이동 기구를 구성하고, 하부 척 보유 지지부(235)는 이동 기구에 지지되어 있다. 그리고, 이 하부 척 구동부(237)에 의해, 하부 척(231)은 연직 방향으로 승강 가능하면서, 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 하부 척 구동부(237)에 의해, 하부 척(231)은 연직축 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 또한, 하부 척 보유 지지부(235)의 하방에는, 하부 웨이퍼(WL)를 하방으로부터 지지하여 승강시키기 위한 승강 핀(도시생략)이 설치되어 있다. 승강 핀은, 하부 척(231)(하부 척 보유 지지부(235))에 형성된 후술하는 관통 구멍(277)을 삽입 관통하고, 하부 척(231)의 상면으로부터 돌출 가능하게 되어 있다.The lower chuck 231 is held by the lower chuck holder 235. Below the lower chuck holding part 235, the lower chuck driving part 237 is provided through the shaft 236. These shafts 236 and the lower chuck drive portion 237 constitute the moving mechanism in the present invention, and the lower chuck holding portion 235 is supported by the moving mechanism. And by this lower chuck drive part 237, the lower chuck 231 is movable up and down in a vertical direction, and is movable in a horizontal direction. In addition, the lower chuck drive unit 237 makes the lower chuck 231 rotatable about the vertical axis. In addition, a lifting pin (not shown) for supporting and lowering the lower wafer W L from below is provided below the lower chuck holding part 235. The lifting pins penetrate through the through holes 277 described later formed in the lower chuck 231 (lower chuck holding portion 235), and can project from the upper surface of the lower chuck 231.
상부 척(230)에는, 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이 핀 척 방식이 채용되어 있다. 상부 척(230)은 평면에서 보아 적어도 상부 웨이퍼(WU)보다 작은 직경을 갖는 본체부(240)를 갖고 있다. 본체부(240)의 하면에는, 상부 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)에 접촉하는 복수의 핀(241)이 설치되어 있다. 핀(241)은 직경 치수가 예를 들어 0.1㎜ 내지 1㎜이며, 높이가 예를 들어 수십 ㎛ 내지 수백 ㎛이다. 복수의 핀(241)은 예를 들어 2㎜의 간격으로 균일하게 배치되어 있다. 또한 본체부(240)의 하면에는, 상부 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)의 외주부를 지지하는 외벽부(242)가 설치되어 있다. 외벽부(242)는 복수의 핀(241)의 외측에 환상으로 설치되어 있다. 외벽부(242)는 벽 두께가 예를 들어 0.2㎜ 내지 2㎜이다.As the upper chuck 230, as shown in FIG. 15 and FIG. 16, the pin chuck system is employ | adopted. The upper chuck 230 has a body portion 240 having a diameter at least smaller than the upper wafer W U in plan view. The lower surface of the main body 240 is provided with a plurality of pins 241 in contact with the rear surface W U2 of the upper wafer W U. The pin 241 has a diameter dimension of, for example, 0.1 mm to 1 mm and a height of, for example, several tens of micrometers to several hundred micrometers. The some pin 241 is arrange | positioned uniformly at the interval of 2 mm, for example. Moreover, the outer wall part 242 which supports the outer peripheral part of the back surface W U2 of the upper wafer W U is provided in the lower surface of the main body part 240. The outer wall portion 242 is annularly provided on the outside of the plurality of pins 241. The outer wall portion 242 has a wall thickness of, for example, 0.2 mm to 2 mm.
본체부(240)의 하면에는, 외벽부(242)의 내측 영역(243)(이하, 흡인 영역(243)이라 하는 경우가 있음)에 있어서, 상부 웨이퍼(WU)를 진공 흡인하기 위한 흡인구(244)가 형성되어 있다. 흡인구(244)는 예를 들어 흡인 영역(243)의 외주부에 2개소에 형성되어 있다. 흡인구(244)에는, 본체부(240)의 내부에 설치된 흡인관(245)이 접속되어 있다. 또한 흡인관(245)에는, 이음매를 통해 진공 펌프(246)가 접속되어 있다.On the lower surface of the main body 240, a suction port for vacuum sucking the upper wafer W U in the inner region 243 (hereinafter sometimes referred to as the suction region 243) of the outer wall portion 242. 244 is formed. The suction port 244 is formed in two places on the outer peripheral part of the suction area | region 243, for example. A suction pipe 245 provided inside the main body portion 240 is connected to the suction port 244. In addition, a vacuum pump 246 is connected to the suction pipe 245 through a joint.
그리고, 상부 웨이퍼(WU), 본체부(240) 및 외벽부(242)에 둘러싸여 형성된 흡인 영역(243)을 흡인구(244)로부터 진공 흡인하고, 흡인 영역(243)을 감압한다. 이때, 흡인 영역(243)의 외부 분위기가 대기압이기 때문에, 상부 웨이퍼(WU)는 감압된 분만큼 대기압에 의해 흡인 영역(243) 측으로 눌리고, 상부 척(230)에 상부 웨이퍼(WU)가 흡착 보유 지지된다.Then, the suction region 243 formed surrounded by the upper wafer W U , the main body portion 240, and the outer wall portion 242 is vacuum sucked from the suction port 244, and the suction region 243 is reduced in pressure. At this time, since the external atmosphere of the suction area 243, the atmospheric pressure, the upper wafer (W U) is the top wafer (W U) to the suction region pressed side 243, an upper chuck 230 by the atmospheric pressure by the pressure-minute Adsorption holding.
이러한 경우, 복수의 핀(241)의 높이가 균일하므로, 상부 척(230)의 하면의 평면도를 작게 할 수 있다. 이와 같이 상부 척(230)의 하면을 평탄하게 하여(하면의 평면도를 작게 하여), 상부 척(230)에 보유 지지된 상부 웨이퍼(WU)의 연직 방향의 왜곡을 억제할 수 있다. 또한 상부 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)은 복수의 핀(241)에 지지되어 있으므로, 상부 척(230)에 의한 상부 웨이퍼(WU)의 진공 흡인을 해제할 때, 당해 상부 웨이퍼(WU)가 상부 척(230)으로부터 박리되기 쉬워진다.In this case, since the heights of the plurality of pins 241 are uniform, the plan view of the lower surface of the upper chuck 230 can be reduced. In this manner, the lower surface of the upper chuck 230 is flattened (the lower surface of the lower surface is reduced), so that distortion in the vertical direction of the upper wafer W U held by the upper chuck 230 can be suppressed. In addition, since the back surface W U2 of the upper wafer W U is supported by the plurality of pins 241, when the vacuum suction of the upper wafer W U by the upper chuck 230 is released, the upper wafer W U is released. W U ) is easily peeled from the upper chuck 230.
본체부(240)의 중심부에는, 당해 본체부(240)를 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(247)이 형성되어 있다. 이 본체부(240)의 중심부는, 상부 척(230)에 흡착 보유 지지됨과 함께 웨이퍼(WU)의 중심부에 대응하고 있다. 그리고 관통 구멍(247)에는, 후술하는 압동 부재(260)의 압동 핀(261)이 삽입 관통하도록 되어 있다.In the central portion of the main body 240, a through hole 247 penetrating the main body 240 in the thickness direction is formed. The center portion of the main body portion 240 is held by the upper chuck 230 and corresponds to the center portion of the wafer W U. In the through-hole 247, the pushing pin 261 of the pushing member 260 mentioned later penetrates.
상부 척(230)을 보유 지지하는 전술한 상부 척 보유 지지부(232)는 후술하는 압동 부재(260)가 설치된 지지 부재(250)와, 지지 부재(250)에 설치되고, 상부 척(230)과 지지 부재(250) 사이에 소정의 간극, 예를 들어 1㎜의 간극이 형성되도록 상부 척(230)의 위치를 조절하는 위치 조절 기구(251)를 갖고 있다. 이 위치 조절 기구(251)에 의해, 상부 척(230)의 경사가 억제되어, 당해 상부 척(230)의 평행도가 유지된다.The upper chuck holding portion 232, which holds the upper chuck 230, is provided on the supporting member 250 and the supporting member 250 provided with the pressure member 260, which will be described later, and the upper chuck 230 and the upper chuck 230. It has the position adjustment mechanism 251 which adjusts the position of the upper chuck 230 so that the predetermined clearance gap, for example, the clearance gap of 1 mm, may be formed between the support members 250. As shown in FIG. The inclination of the upper chuck 230 is suppressed by this position adjustment mechanism 251, and the parallelism of the upper chuck 230 is maintained.
지지 부재(250)의 상면에는, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부를 가압하는 압동 부재(260)가 설치되어 있다. 압동 부재(260)는 실린더 구조를 갖고, 압동 핀(261)과, 당해 압동 핀(261)이 승강할 때의 가이드로 되는 외통(262)을 갖고 있다. 압동 핀(261)은 예를 들어 모터를 내장한 구동부(도시생략)에 의해, 관통 구멍(247)을 삽입 관통하여 연직 방향이 승강 가능하게 되어 있다. 그리고, 압동 부재(260)는 후술하는 웨이퍼(WU, WL)의 접합 시에, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 접촉시켜 가압할 수 있다.On the upper surface of the support member 250, a pressure member 260 is provided to press the central portion of the upper wafer W U. The pressure member 260 has a cylinder structure, and has the pressure pin 261 and the outer cylinder 262 used as the guide when the said pressure pin 261 moves up and down. The push pin 261 is capable of raising and lowering the vertical direction by inserting the through hole 247 by, for example, a drive unit (not shown) incorporating a motor. Then, the pushing member 260 can be pressed at the time of bonding of the wafers to be described later (W U, W L), contacting the central portion of the heart and the lower wafer (W L) of the top wafer (W U).
상부 척(230)에는, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)을 촬상하는 상부 촬상 부재(263)가 설치되어 있다. 상부 촬상 부재(263)에는, 예를 들어 광각형 CCD 카메라가 이용된다. 또한, 상부 촬상 부재(263)는 상부 척(230) 상에 설치되어 있어도 된다.The upper chuck 230 is provided with an upper imaging member 263 for imaging the surface W L1 of the lower wafer W L. As the upper imaging member 263, a wide-angle CCD camera is used, for example. In addition, the upper imaging member 263 may be provided on the upper chuck 230.
하부 척(231)에는, 도 15 및 도 17에 도시한 바와 같이 상부 척(230)과 마찬가지로 핀 척 방식이 채용되어 있다. 하부 척(231)은 평면에서 보아 적어도 하부 웨이퍼(WL)보다 큰 직경을 갖는 본체부(270)를 갖고 있다. 본체부(270)의 상면에는, 하부 웨이퍼(WL)의 이면(WL2)에 접촉하는 복수의 핀(271)이 설치되어 있다. 핀(271)은 직경 치수가 예를 들어 0.1㎜ 내지 1㎜이며, 높이가 예를 들어 수십 ㎛ 내지 수백 ㎛이다. 복수의 핀(271)은 예를 들어 1㎜의 간격으로 균일하게 배치되어 있다. 또한 본체부(270)의 상면에는, 하부 웨이퍼(WL)의 이면(WL2)의 외주부를 지지하는 외벽부(272)가 설치되어 있다. 외벽부(272)는 복수의 핀(271)의 외측에 환상으로 설치되어 있다. 외벽부(272)는 벽 두께가 예를 들어 0.2㎜ 내지 2㎜이다.As shown in FIGS. 15 and 17, the lower chuck 231 employs a pin chuck system as in the upper chuck 230. The lower chuck 231 has a body portion 270 having a diameter at least larger than the lower wafer W L in plan view. On the upper surface of the main body 270, a plurality of pins 271 that are in contact with the rear surface W L2 of the lower wafer W L are provided. The pin 271 has a diameter dimension of, for example, 0.1 mm to 1 mm, and a height of, for example, several tens of micrometers to several hundred micrometers. The plurality of pins 271 are arranged uniformly at intervals of, for example, 1 mm. Moreover, the outer wall part 272 which supports the outer peripheral part of the back surface W L2 of the lower wafer W L is provided in the upper surface of the main body part 270. The outer wall portion 272 is annularly provided on the outer side of the plurality of pins 271. The outer wall portion 272 has a wall thickness of, for example, 0.2 mm to 2 mm.
본체부(270)의 상면에는, 외벽부(272)의 내측의 영역(273)(이하, 흡인 영역(273)이라 하는 경우가 있음)에 있어서, 하부 웨이퍼(WL)를 진공 흡인하기 위한 흡인구(274)가 복수 형성되어 있다. 흡인구(274)에는, 본체부(270)의 내부에 설치된 흡인관(275)이 접속되어 있다. 흡인관(275)은 예를 들어 2개 설치되어 있다. 또한 흡인관(275)에는, 진공 펌프(276)가 접속되어 있다.On the upper surface of the main body 270, suction for sucking the lower wafer W L in vacuum in the region 273 (hereinafter sometimes referred to as the suction region 273) inside the outer wall portion 272. The population 274 is formed in plurality. A suction pipe 275 provided inside the main body 270 is connected to the suction port 274. Two suction pipes 275 are provided, for example. In addition, a vacuum pump 276 is connected to the suction pipe 275.
그리고, 하부 웨이퍼(WL), 본체부(270) 및 외벽부(272)에 둘러싸여 형성된 흡인 영역(273)을 흡인구(274)로부터 진공 흡인하고, 흡인 영역(273)을 감압한다. 이때, 흡인 영역(273)의 외부 분위기가 대기압이기 때문에, 하부 웨이퍼(WL)는 감압된 분만큼 대기압에 의해 흡인 영역(273) 측으로 눌리고, 하부 척(231)에 하부 웨이퍼(WL)가 흡착 보유 지지된다.Then, the suction region 273 formed surrounded by the lower wafer W L , the main body portion 270, and the outer wall portion 272 is vacuum sucked from the suction port 274, and the suction region 273 is reduced in pressure. At this time, since the external atmosphere of the suction area 273 is at atmospheric pressure, the lower wafer (W L), the lower wafer (W L), the lower chuck 231 is pressed toward the suction region 273 by the atmospheric pressure by the pressure-minute Adsorption holding.
이러한 경우, 복수의 핀(271)의 높이가 균일하므로, 하부 척(231)의 상면의 평면도를 작게 할 수 있다. 또한 예를 들어 처리 용기(190) 내에 파티클이 존재하는 경우에서도, 인접하는 핀(271)의 간격이 적절하기 때문에, 하부 척(231)의 상면에 파티클이 존재하는 것을 억제할 수 있다. 이와 같이 하부 척(231)의 상면을 평탄하게 하여(상면의 평면도를 작게 하여), 하부 척(231)에 보유 지지된 하부 웨이퍼(WL)의 연직 방향의 왜곡을 억제할 수 있다. 또한 하부 웨이퍼(WL)의 이면(WL2)은 복수의 핀(271)에 지지되어 있으므로, 하부 척(231)에 의한 하부 웨이퍼(WL)의 진공 흡인을 해제할 때, 당해 하부 웨이퍼(WL)가 하부 척(231)으로부터 박리되기 쉬워진다.In this case, since the heights of the plurality of pins 271 are uniform, the plan view of the upper surface of the lower chuck 231 can be reduced. For example, even when a particle exists in the processing container 190, since the space | interval of the adjacent pin 271 is suitable, it can suppress that a particle exists in the upper surface of the lower chuck 231. In this manner, the upper surface of the lower chuck 231 is made flat (the upper plane of the upper surface is made small), and distortion in the vertical direction of the lower wafer W L held by the lower chuck 231 can be suppressed. In addition, since the back surface W L2 of the lower wafer W L is supported by the plurality of pins 271, when the vacuum suction of the lower wafer W L by the lower chuck 231 is released, the lower wafer W ( W L ) is easily peeled from the lower chuck 231.
본체부(270)의 중심부 부근에는, 당해 본체부(270)를 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(277)이 예를 들어 3개소에 형성되어 있다. 그리고 관통 구멍(277)에는, 하부 척 보유 지지부(235)의 하방에 설치된 승강 핀이 삽입 관통하도록 되어 있다.In the vicinity of the central portion of the main body 270, through holes 277 penetrating the main body 270 in the thickness direction are formed at three locations, for example. And the lifting pin provided below the lower chuck holding | maintenance part 235 is inserted in the through-hole 277.
본체부(270)의 외주부에는, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)가 하부 척(231)으로부터 튀어나오거나, 미끄러져 떨어지는 것을 방지하는 가이드 부재(280)가 설치되어 있다. 가이드 부재(280)는 본체부(270)의 외주부에 복수 개소, 예를 들어 4개소에 등간격으로 설치되어 있다.At the outer circumferential portion of the main body 270, a guide member 280 is provided to prevent the wafers W U and W L and the polymerized wafer W T from protruding from the lower chuck 231 or slipping off. . The guide member 280 is provided in the outer peripheral part of the main-body part 270 in plural places, for example, four places at equal intervals.
하부 척(231)에는, 도 15에 도시한 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)을 촬상하는 하부 촬상 부재(281)가 설치되어 있다. 하부 촬상 부재(281)에는, 예를 들어 광각형 CCD 카메라가 이용된다. 또한, 하부 촬상 부재(281)는 하부 척(231) 상에 설치되어 있어도 된다.As shown in FIG. 15, the lower chuck 231 is provided with a lower imaging member 281 for imaging the surface W U1 of the upper wafer W U. For example, a wide angle CCD camera is used for the lower imaging member 281. In addition, the lower imaging member 281 may be provided on the lower chuck 231.
하부 척(231)을 보유 지지하는 전술한 하부 척 보유 지지부(235)는 하부 척(231)을 진공 흡인하여 흡착 보유 지지한다. 하부 척 보유 지지부(235)는 도 18 및 도 19에 도시한 바와 같이 평면에서 보아 하부 척(231)과 동일한 직경을 갖는 본체부(290)를 갖고 있다. 본 실시 형태에서는 본체부(290)의 경량화를 도모하기 위해서, 상기 본체부(290)의 내측은 절결되고, 복수의 공동 부분이 존재하고 있다. 구체적으로는 본체부(290)는 4개의 본체부(290a, 290b, 290c, 290d)로 분할되어 있다. 제1 본체부(290a)는 평면에서 보아 대략 원 형상을 갖는다. 제2 본체부(290b), 제3 본체부(290c), 제4 본체부(290d)는 각각 제1 본체부(290a)와 동심원상에 환상으로 설치되고, 제1 본체부(290a)로부터 외측으로 이 순서로 설치되어 있다. 이들 본체부(290a, 290b, 290c, 290d)는, 복수의 접속부(290e)에서 접속되어 있다. 그리고 본체부(290a, 290b, 290c, 290d), 접속부(290e)가 설치되어 있지 않은 부분이 공동으로 되어 있다.The above-described lower chuck holding part 235 holding the lower chuck 231 suctions and holds the lower chuck 231 by vacuum suction. The lower chuck holding portion 235 has a body portion 290 having the same diameter as the lower chuck 231 in plan view as shown in FIGS. 18 and 19. In this embodiment, in order to reduce the weight of the main body 290, the inside of the main body 290 is cut out, and a plurality of cavities exist. Specifically, the main body portion 290 is divided into four main body portions 290a, 290b, 290c, and 290d. The first body portion 290a has a substantially circular shape in plan view. The 2nd main body part 290b, the 3rd main body part 290c, and the 4th main body part 290d are annularly installed concentrically with the 1st main body part 290a, respectively, and are outer side from the 1st main body part 290a. Are installed in this order. These main body parts 290a, 290b, 290c, and 290d are connected by the some connection part 290e. And the part in which the main-body parts 290a, 290b, 290c, and 290d and the connection part 290e are not provided is cavity.
제1 본체부(290a)의 상면 중심부에는, 주위에 비하여 돌출된 중심 돌출부(291)가 설치되어 있다. 중심 돌출부(291)는 하부 척 보유 지지부(235)가 하부 척(231)을 보유 지지할 때에 당해 하부 척(231)의 이면과 접촉한다.The central protrusion 291 which protrudes compared with the circumference is provided in the upper surface center part of the 1st main body part 290a. The central protrusion 291 is in contact with the rear surface of the lower chuck 231 when the lower chuck holder 235 holds the lower chuck 231.
제2 본체부(290b)와 제3 본체부(290c)는 각각 주위에 비하여 돌출되어 있다. 그리고 제2 본체부(290b)와 제3 본체부(290c)는 하부 척 보유 지지부(235)가 하부 척(231)을 보유 지지할 때에 당해 하부 척(231)의 이면과 접촉한다. 제2 본체부(290b)의 상면과 제3 본체부(290c)의 상면에는, 각각 하부 척(231)을 진공 흡인하기 위한 흡인 홈(292)이 형성되어 있다. 즉 흡인 홈(292)은 환상으로 형성되고, 또한 동심원상에 서로 다른 직경이며 이중으로 형성되어 있다. 흡인 홈(292)에는 본체부(290)의 내부에 설치된 흡인관(도시생략)이 접속되고, 나아가 흡인관에는 진공 펌프(도시생략)가 접속되어 있다.The 2nd main body part 290b and the 3rd main body part 290c protrude compared with the circumference | surroundings, respectively. The second main body 290b and the third main body 290c are in contact with the rear surface of the lower chuck 231 when the lower chuck holding part 235 holds the lower chuck 231. A suction groove 292 for vacuum suction of the lower chuck 231 is formed on the upper surface of the second main body 290b and the upper surface of the third main body 290c. In other words, the suction groove 292 is formed in an annular shape, and is formed in a concentric circle with a different diameter and a double. A suction pipe (not shown) provided inside the main body 290 is connected to the suction groove 292, and a vacuum pump (not shown) is connected to the suction pipe.
또한 도시한 예에 있어서는, 제2 본체부(290b)와 제3 본체부(290c)를 접속하는 접속부(290e)도 돌출되고, 당해 접속부(290e) 위에 흡인 홈(292)이 형성되어 있지만, 이 접속부(290e)의 돌출과 흡인 홈(292)은 반드시 필요하지는 않다.In addition, in the example shown, the connection part 290e which connects the 2nd main-body part 290b and the 3rd main-body part 290c also protrudes, and the suction groove 292 is formed on the said connection part 290e, The protrusion of the connecting portion 290e and the suction groove 292 are not necessarily required.
제4 본체부(290d)의 상면 외주부에는, 주위에 비하여 돌출된 외주 돌출부(293)가 복수 설치되어 있다. 복수의 외주 돌출부(293)는 제4 본체부(290d)의 상면 외주부에 있어서 등간격으로 설치되어 있다. 또한 복수의 외주 돌출부(293)는 하부 척 보유 지지부(235)가 하부 척(231)을 보유 지지할 때에, 당해 하부 척(231)의 이면과 접촉한다.The outer peripheral part 293 which protruded compared with the circumference is provided in the upper outer peripheral part of the 4th main body part 290d. The plurality of outer circumferential protrusions 293 are provided at equal intervals in the upper circumferential portion of the upper surface of the fourth body portion 290d. In addition, the plurality of outer circumferential protrusions 293 are in contact with the rear surface of the lower chuck 231 when the lower chuck holding portion 235 holds the lower chuck 231.
이상과 같이 구성된 하부 척 보유 지지부(235)는 중심 돌출부(291), 제2 본체부(290b), 제3 본체부(290c), 외주 돌출부(293)가 각각 하부 척(231)에 접촉한 상태에서, 흡인 홈(292)으로부터 진공 흡인을 행함으로써, 하부 척(231)을 흡착 보유 지지한다. 이와 같이 하부 척 보유 지지부(235)가 하부 척(231)을 진공 흡인하여 흡착 보유 지지하므로, 하부 척(231)의 연직 방향의 왜곡이 억제되어, 하부 척(231)의 상면의 평면도가 작아진다.The lower chuck holding portion 235 configured as described above has a state in which the central protrusion 291, the second main body 290b, the third main body 290c, and the outer circumferential protrusion 293 contact the lower chuck 231, respectively. The suction chuck 231 is suction-held by vacuum suction from the suction groove 292. As the lower chuck holding portion 235 sucks and holds the lower chuck 231 by vacuum suction, the distortion in the vertical direction of the lower chuck 231 is suppressed, and the top view of the upper surface of the lower chuck 231 becomes small. .
또한 본체부(290)에는, 하부 척(231)의 수평 방향의 위치를 고정하기 위한 위치 결정 핀(도시생략)이 설치되어 있어도 된다.In addition, a positioning pin (not shown) for fixing the position in the horizontal direction of the lower chuck 231 may be provided in the main body portion 290.
이상의 접합 시스템(1)에는, 도 1에 도시한 바와 같이 제어부(300)가 설치되어 있다. 제어부(300)는 예를 들어 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시생략)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 접합 시스템(1)에서의 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 프로그램 저장부에는, 전술한 각종 처리 장치나 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 접합 시스템(1)에서의 후술하는 웨이퍼 접합 처리를 실현시키기 위한 프로그램도 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 예를 들어 컴퓨터 판독 가능한 하드디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있는 것이며, 그 기억 매체(H)로부터 제어부(300)에 인스톨된 것이어도 된다.The control unit 300 is provided in the above bonding system 1 as shown in FIG. The control unit 300 is, for example, a computer and has a program storage unit (not shown). In the program storage unit, a program for controlling the processing of the wafers W U and W L and the polymerized wafer W T in the bonding system 1 is stored. The program storage section also stores a program for controlling the operation of drive systems such as the above-described various processing apparatuses, conveying apparatuses, and the like to realize wafer bonding processing described later in the bonding system 1. The program may be a computer-readable storage medium H such as a computer readable hard disk (HD), a flexible disk (FD), a compact disk (CD), a magnet optical disk (MO), a memory card, or the like. Recorded in the control unit 300 may be installed in the control unit 300 from the storage medium H.
다음으로, 이상과 같이 구성된 접합 시스템(1)을 이용하여 행해지는 웨이퍼(WU, WL)의 접합 처리 방법에 대하여 설명한다. 도 20은, 이러한 웨이퍼 접합 처리의 주된 공정의 예를 나타내는 흐름도이다.Next, using a bonding system 1 configured as described above is carried out will be described with respect to the bonding method of the wafer (W U, W L). 20 is a flowchart showing an example of a main step of the wafer bonding process.
우선, 복수매의 상부 웨이퍼(WU)를 수용한 카세트(CU), 복수매의 하부 웨이퍼(WL)를 수용한 카세트(CL) 및 빈 카세트(CT)가, 반출입 스테이션(2)의 소정의 카세트 적재판(11)에 적재된다. 그 후, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트(CU) 내의 상부 웨이퍼(WU)가 취출되고, 처리 스테이션(3)의 제3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(50)로 반송된다.First of all, one receiving the sheets of the upper wafer (W U) of the plurality of cassettes (C U), the lower wafer of the plurality of cassette accommodating the (W L) (C L) and empty cassette (C T) is, banchulip station (2 ) Is loaded onto a predetermined cassette loading plate 11. Thereafter, the upper wafer W U in the cassette C U is taken out by the wafer transfer device 22, and is transferred to the transition device 50 of the third processing block G3 of the processing station 3.
다음으로 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 제1 처리 블록(G1)의 표면 개질 장치(30)로 반송된다. 표면 개질 장치(30)에 반입된 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)로부터 적재대(110)의 상면에 전달되어 적재된다. 그 후, 웨이퍼 반송 장치(61)가 표면 개질 장치(30)로부터 퇴출되고, 게이트 밸브(102)가 닫힌다. 또한, 적재대(110)에 적재된 상부 웨이퍼(WU)는, 온도 조절 기구(112)에 의해 소정의 온도, 예를 들어 25℃ 내지 30℃로 유지된다.Next, the upper wafer W U is conveyed to the surface modification apparatus 30 of the 1st processing block G1 by the wafer conveyance apparatus 61. The upper wafer W U carried in to the surface modification apparatus 30 is transferred from the wafer transfer apparatus 61 to the upper surface of the mounting table 110 and loaded. Thereafter, the wafer transfer device 61 is discharged from the surface reforming device 30, and the gate valve 102 is closed. In addition, the upper wafer W U mounted on the mounting table 110 is maintained at a predetermined temperature, for example, 25 ° C. to 30 ° C. by the temperature adjusting mechanism 112.
그 후, 흡기 장치(104)를 작동시켜서, 흡기구(103)를 통해 처리 용기(100)의 내부 분위기가 소정의 진공도, 예를 들어 67Pa 내지 333Pa(0.5Torr 내지 2.5Torr)까지 감압된다. 그리고, 후술하는 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)를 처리 중, 처리 용기(100) 내의 분위기는 상기 소정의 진공도로 유지된다.Thereafter, the intake device 104 is operated to reduce the internal atmosphere of the processing vessel 100 to a predetermined vacuum degree, for example, 67 Pa to 333 Pa (0.5 Torr to 2.5 Torr) through the intake port 103. As described later, during the processing of the upper wafer W U , the atmosphere in the processing container 100 is maintained at the predetermined vacuum degree.
그 후, 가스 공급관(130)으로부터 처리 용기(100) 내의 플라즈마 생성 영역(R1)을 향해, 산소 가스가 공급된다. 또한, 래디얼 라인 슬롯 안테나(120)로부터 플라즈마 생성 영역(R1)을 향해서, 예를 들어 2.45㎓의 마이크로파가 방사된다. 이 마이크로파의 방사에 의해, 플라즈마 생성 영역(R1) 내에서 산소 가스가 여기되어 플라즈마화되고, 예를 들어 산소 가스가 이온화한다. 이때, 하방으로 진행하는 마이크로파는, 이온 통과 구조체(140)에서 반사하고, 플라즈마 생성 영역(R1) 내에 머무른다. 이 결과, 플라즈마 생성 영역(R1) 내에는, 고밀도의 플라즈마가 생성된다.Thereafter, oxygen gas is supplied from the gas supply pipe 130 toward the plasma generation region R1 in the processing container 100. Further, for example, 2.45 GHz of microwaves are radiated from the radial line slot antenna 120 toward the plasma generation region R1. By the radiation of the microwaves, oxygen gas is excited in the plasma generating region R1 to cause plasma, for example, oxygen gas is ionized. At this time, the microwave propagating downward is reflected by the ion passage structure 140 and stays in the plasma generation region R1. As a result, the plasma of high density is produced | generated in the plasma generation area | region R1.
계속해서, 이온 통과 구조체(140)에 있어서, 전원(145)에 의해 한 쌍의 전극(141, 142)에 소정의 전압을 인가한다. 그렇게 하면, 이 한 쌍의 전극(141, 142)에 의해, 플라즈마 생성 영역(R1)에서 생성된 산소 이온만이, 이온 통과 구조체(140)의 개구부(144)를 통과하여 처리 영역(R2)에 유입한다.Subsequently, in the ion passage structure 140, a predetermined voltage is applied to the pair of electrodes 141 and 142 by the power source 145. As a result, only the oxygen ions generated in the plasma generation region R1 by the pair of electrodes 141 and 142 pass through the opening 144 of the ion passage structure 140 to the processing region R2. Inflow.
이때, 제어부(300)에 의해, 한 쌍의 전극(141, 142) 사이에 인가되는 전압을 제어함으로써, 당해 한 쌍의 전극(141, 142)을 통과하는 산소 이온에 부여되는 에너지가 제어된다. 이 산소 이온에 부여되는 에너지는, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)의 SiO2의 이중 결합을 절단하여 단결합의 SiO로 하기에 충분한 에너지이며, 당해 표면(WU1)이 손상되지 않는 에너지로 설정된다.At this time, by controlling the voltage applied between the pair of electrodes 141 and 142, the control unit 300 controls the energy applied to the oxygen ions passing through the pair of electrodes 141 and 142. The energy imparted to the oxygen ions is sufficient energy to cut the double bonds of SiO 2 on the surface W U1 of the upper wafer W U to form single bond SiO, and the surface W U1 is not damaged. Set to energy.
또한 이때, 전류계(146)에 의해 한 쌍의 전극(141, 142) 사이를 흐르는 전류의 전류값을 측정한다. 이 측정된 전류값에 기초하여, 이온 통과 구조체(140)를 통과하는 산소 이온의 통과량이 파악된다. 그리고, 제어부(300)에서는, 파악된 산소 이온의 통과량에 기초하여, 당해 통과량이 소정의 값으로 되도록, 가스 공급관(130)으로부터의 산소 가스의 공급량이나, 한 쌍의 전극(141, 142) 사이의 전압 등, 다양한 파라미터를 제어한다.At this time, the current value of the current flowing between the pair of electrodes 141 and 142 is measured by the ammeter 146. Based on this measured current value, the passage amount of oxygen ions passing through the ion passage structure 140 is determined. The control unit 300 then supplies the oxygen gas from the gas supply pipe 130 or the pair of electrodes 141 and 142 so that the passage amount becomes a predetermined value based on the amount of passage of the oxygen ions. Control various parameters, such as voltage between.
그 후, 처리 영역(R2)에 도입된 산소 이온은, 적재대(110) 상의 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에 조사되어 주입된다. 그리고, 조사된 산소 이온에 의해, 표면(WU1)에서의 SiO2의 이중 결합이 절단되어 단결합의 SiO로 된다. 또한, 이 표면(WU1)의 개질에는 산소 이온이 이용되고 있기 때문에, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에 조사된 산소 이온 자체가 SiO의 결합에 기여한다. 이와 같이 하여, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 개질된다(도 20의 공정 S1).Thereafter, the oxygen ions introduced into the processing region R2 are irradiated and injected onto the surface W U1 of the upper wafer W U on the mounting table 110. Then, by the irradiation of oxygen ions, the double bonds of SiO 2 on the surface (W U1) is cut off is a unity agreement SiO. In addition, it contributes to the binding of, since there is the modification of the surface (W U1) is the oxygen ions is used, the oxygen ions are irradiated to the surface itself (W U1) of the upper wafer (W U) SiO. In this manner, the surface W U1 of the upper wafer W U is modified (step S1 in FIG. 20).
이때, 이온 전류계(111)에 의해, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에 조사된 산소 이온에 의해 발생하는 이온 전류의 전류값을 측정한다. 이 측정된 전류값에 기초하여, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에 조사되는 산소 이온의 조사량이 파악된다. 그리고, 제어부(300)에서는, 파악된 산소 이온의 조사량에 기초하여, 당해 조사량이 소정의 값으로 되도록, 가스 공급관(130)으로부터의 산소 가스의 공급량이나, 한 쌍의 전극(141, 142) 사이의 전압 등, 다양한 파라미터를 제어한다.At this time, the ion current meter 111 measures the current value of the ion current generated by the oxygen ions irradiated to the surface W U1 of the upper wafer W U. Based on this measured current value, the irradiation amount of oxygen ion irradiated to the surface W U1 of the upper wafer W U is grasped. And the control part 300 is based on the irradiation amount of the oxygen ion which was grasped, and the supply amount of the oxygen gas from the gas supply line 130, or between a pair of electrodes 141 and 142 so that the said irradiation amount may become a predetermined value. Control various parameters, such as voltage.
다음으로 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 제2 처리 블록(G2)의 표면 친수화 장치(40)로 반송된다. 표면 친수화 장치(40)에 반입된 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)로부터 스핀 척(160)으로 전달되어 흡착 보유 지지된다.Next, the upper wafer W U is conveyed to the surface hydrophilization device 40 of the second processing block G2 by the wafer transport device 61. The upper wafer W U carried into the surface hydrophilization device 40 is transferred from the wafer transfer device 61 to the spin chuck 160 and is adsorbed and held.
계속해서, 노즐 아암(171)에 의해 대기부(175)의 순수 노즐(173)을 상부 웨이퍼(WU)의 중심부의 상방까지 이동시킴과 함께, 스크럽 아암(172)에 의해 스크럽 세정구(180)를 상부 웨이퍼(WU) 상으로 이동시킨다. 그 후, 스핀 척(160)에 의해 상부 웨이퍼(WU)를 회전시키면서, 순수 노즐(173)로부터 상부 웨이퍼(WU) 상에 순수를 공급한다. 그렇게 하면, 표면 개질 장치(30)에서 개질된 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에 수산기(실라놀기)가 부착되어 당해 표면(WU1)이 친수화된다. 또한, 순수 노즐(173)로부터의 순수와 스크럽 세정구(180)에 의해, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 세정된다(도 20의 공정 S2).Subsequently, the pure water nozzle 173 of the atmospheric portion 175 is moved to the upper portion of the center portion of the upper wafer W U by the nozzle arm 171, and the scrub cleaning tool 180 is moved by the scrub arm 172. ) Is moved onto the upper wafer W U. Thereafter, pure water is supplied from the pure water nozzle 173 onto the upper wafer W U while rotating the upper wafer W U by the spin chuck 160. By doing so, a hydroxyl group (silanol group) is attached to the surface W U1 of the upper wafer W U modified by the surface modification apparatus 30 so that the surface W U1 is hydrophilized. In addition, the surface W U1 of the upper wafer W U is cleaned by the pure water from the pure water nozzle 173 and the scrub cleaning tool 180 (step S2 in FIG. 20).
다음으로 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 제2 처리 블록(G2)의 접합 장치(41)로 반송된다. 접합 장치(41)에 반입된 상부 웨이퍼(WU)는, 트랜지션(200)을 통해 웨이퍼 반송 기구(201)에 의해 위치 조절 기구(210)로 반송된다. 그리고 위치 조절 기구(210)에 의해, 상부 웨이퍼(WU)의 수평 방향의 배향이 조절된다(도 20의 공정 S3).Next, the upper wafer W U is conveyed to the bonding apparatus 41 of the 2nd process block G2 by the wafer conveyance apparatus 61. The upper wafer W U carried in the bonding apparatus 41 is conveyed to the position adjustment mechanism 210 by the wafer conveyance mechanism 201 via the transition 200. And by a position adjusting mechanism 210, the orientation of the horizontal direction of the upper wafer (W U) is adjusted (step S3 in Fig. 20).
그 후, 위치 조절 기구(210)로부터 반전 기구(220)의 보유 지지 아암(221)으로 상부 웨이퍼(WU)가 전달된다. 계속해서 반송 영역(T1)에서, 보유 지지 아암(221)을 반전시킴으로써, 상부 웨이퍼(WU)의 표리면이 반전된다(도 20의 공정 S4). 즉, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 하방으로 향해진다.Thereafter, the upper wafer W U is transferred from the position adjusting mechanism 210 to the holding arm 221 of the reversing mechanism 220. Subsequently, by inverting the holding arm 221 in the transport region T1, the front and rear surfaces of the upper wafer W U are inverted (step S4 in FIG. 20). That is, the surface W U1 of the upper wafer W U is directed downward.
그 후, 반전 기구(220)의 보유 지지 아암(221)이 제1 구동부(224)를 중심으로 회동하여 상부 척(230)의 하방으로 이동한다. 그리고, 반전 기구(220)로부터 상부 척(230)으로 상부 웨이퍼(WU)가 전달된다. 상부 웨이퍼(WU)는, 상부 척(230)에 그 이면(WU2)이 흡착 보유 지지된다(도 20의 공정 S5). 구체적으로는, 진공 펌프(246)를 작동시켜서, 흡인 영역(243)을 흡인구(244)로부터 진공 흡인하고, 상부 웨이퍼(WU)가 상부 척(230)에 흡착 보유 지지된다. 이때, 상부 척(230)의 하면이 평탄해져 있으므로, 상부 척(230)에 보유 지지된 상부 웨이퍼(WU)의 연직 방향의 왜곡을 억제할 수 있다. 상부 웨이퍼(WU)는, 후술하는 하부 웨이퍼(WL)가 접합 장치(41)로 반송될 때까지 상부 척(230)에서 대기한다.Thereafter, the holding arm 221 of the reversing mechanism 220 rotates about the first driving unit 224 to move below the upper chuck 230. Then, the upper wafer W U is transferred from the inversion mechanism 220 to the upper chuck 230. The top wafer (W U) is, it is held that this absorption is (W U2) on the upper chuck (230) (step S5 in Fig. 20). Specifically, the vacuum pump 246 is operated to suck the suction region 243 from the suction port 244, and the upper wafer W U is sucked and held by the upper chuck 230. At this time, since the lower surface of the upper chuck 230 is flat, distortion in the vertical direction of the upper wafer W U held by the upper chuck 230 can be suppressed. The upper wafer W U waits at the upper chuck 230 until the lower wafer W L described later is transferred to the bonding apparatus 41.
상부 웨이퍼(WU)에 전술한 공정 S1 내지 S5의 처리가 행해지고 있는 동안, 상기 상부 웨이퍼(WU)에 이어서 하부 웨이퍼(WL)의 처리가 행해진다. 우선, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트(CL) 내의 하부 웨이퍼(WL)가 취출되고, 처리 스테이션(3)의 트랜지션 장치(50)로 반송된다.The processing of the upper wafer (W U), the upper wafer (W U) is then lower the wafer (W L) is performed while the processing of the step S1 to S5 to the above is performed. First, the lower wafer W L in the cassette C L is taken out by the wafer conveying apparatus 22 and conveyed to the transition apparatus 50 of the processing station 3.
다음으로 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 표면 개질 장치(30)로 반송되고, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 개질된다(도 20의 공정 S6). 또한, 공정 S6에서의 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)의 개질은, 전술한 공정 S1과 마찬가지이다.Next, the lower wafer W L is transferred to the surface modification apparatus 30 by the wafer transfer device 61, and the surface W L1 of the lower wafer W L is modified (step S6 in FIG. 20). . In addition, modification of the surface W L1 of the lower wafer W L in process S6 is the same as that of the process S1 mentioned above.
그 후, 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 표면 친수화 장치(40)로 반송되고, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 친수화됨과 함께 당해 표면(WL1)이 세정된다(도 20의 공정 S7). 또한, 공정 S7에 있어서의 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)의 친수화 및 세정은, 전술한 공정 S2와 마찬가지이므로 상세한 설명을 생략한다.Thereafter, the lower wafer W L is transferred to the surface hydrophilization device 40 by the wafer transfer device 61, and the surface W L1 of the lower wafer W L is hydrophilized and the surface ( W L1 ) is washed (step S7 in FIG. 20). In addition, since hydrophilization and washing | cleaning of the surface W L1 of the lower wafer W L in process S7 are the same as that of the process S2 mentioned above, detailed description is abbreviate | omitted.
그 후, 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 접합 장치(41)로 반송된다. 접합 장치(41)에 반입된 하부 웨이퍼(WL)는, 트랜지션(200)을 통해 웨이퍼 반송 기구(201)에 의해 위치 조절 기구(210)로 반송된다. 그리고 위치 조절 기구(210)에 의해, 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 배향이 조절된다(도 20의 공정 S8).Thereafter, the lower wafer W L is conveyed to the bonding apparatus 41 by the wafer conveying apparatus 61. The lower wafer W L carried in to the bonding apparatus 41 is conveyed to the position adjustment mechanism 210 by the wafer conveyance mechanism 201 via the transition 200. And the horizontal orientation of the lower wafer W L is adjusted by the position adjustment mechanism 210 (process S8 of FIG. 20).
그 후, 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 기구(201)에 의해 하부 척(231)으로 반송되고, 하부 척(231)에 흡착 보유 지지된다(도 20의 공정 S9). 구체적으로는, 진공 펌프(276)를 작동시켜서, 흡인 영역(273)을 흡인구(274)로부터 진공 흡인하고, 하부 웨이퍼(WL)가 하부 척(231)에 흡착 보유 지지된다. 이때, 하부 척(231)이 핀 척 구조를 갖고, 나아가 하부 척 보유 지지부(235)가 하부 척(231)을 진공 흡인하여 흡착 보유 지지하고 있으므로, 하부 척(231)의 연직 방향의 왜곡이 억제되어, 하부 척(231)의 상면이 평탄해져 있다. 이로 인해, 당해 하부 척(231)에 보유 지지된 하부 웨이퍼(WL)의 연직 방향의 왜곡을 억제할 수 있다.Thereafter, the lower wafer W L is conveyed to the lower chuck 231 by the wafer transport mechanism 201, and is adsorbed and held by the lower chuck 231 (step S9 of FIG. 20). Specifically, the vacuum pump 276 is operated to suck the suction region 273 from the suction port 274, and the lower wafer W L is sucked and held by the lower chuck 231. At this time, since the lower chuck 231 has a pin chuck structure, and the lower chuck holding part 235 sucks and holds the lower chuck 231 by suction, the distortion in the vertical direction of the lower chuck 231 is suppressed. Thus, the upper surface of the lower chuck 231 is flat. For this reason, the distortion of the vertical direction of the lower wafer W L held by the lower chuck 231 can be suppressed.
다음으로, 상부 척(230)에 보유 지지된 상부 웨이퍼(WU)와 하부 척(231)에 보유 지지된 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 위치 조절을 행한다. 도 21에 도시한 바와 같이 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)에는 미리 정해진 복수, 예를 들어 4점 이상의 기준점(A)이 형성되고, 마찬가지로 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에는 미리 정해진 복수, 예를 들어 4점 이상의 기준점(B)이 형성되어 있다. 이들 기준점(A, B)으로서는, 예를 들어 웨이퍼(WL, WU) 상에 형성된 소정의 패턴이 각각 이용된다. 그리고, 상부 촬상 부재(263)를 수평 방향으로 이동시켜서, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 촬상된다. 또한, 하부 촬상 부재(281)를 수평 방향으로 이동시켜서, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 촬상된다. 그 후, 상부 촬상 부재(263)가 촬상한 화상에 표시되는 하부 웨이퍼(WL)의 기준점(A)의 위치와, 하부 촬상 부재(281)가 촬상한 화상에 표시되는 상부 웨이퍼(WU)의 기준점(B)의 위치가 합치하도록, 하부 척(231)에 의해 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 위치(수평 방향의 배향을 포함함)가 조절된다. 즉, 하부 척 구동부(237)에 의해, 하부 척(231)을 수평 방향으로 이동시켜서, 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 위치가 조절된다. 이와 같이 하여 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 위치가 조절된다(도 20의 공정 S10). 또한, 상부 촬상 부재(263)와 하부 촬상 부재(281)를 이동시키는 대신에, 하부 척(231)을 이동시켜도 된다.Next, the horizontal position adjustment of the upper wafer W U held by the upper chuck 230 and the lower wafer W L held by the lower chuck 231 is performed. As illustrated in FIG. 21, a plurality of predetermined reference points A, for example, four or more points are formed on the surface W L1 of the lower wafer W L , and the surface W U1 of the upper wafer W U is similarly formed. ), A predetermined number, for example, four or more reference points B are formed. As these reference points A and B, predetermined patterns formed on the wafers W L and W U are used, for example. Then, the upper imaging member 263 is moved in the horizontal direction so that the surface W L1 of the lower wafer W L is imaged. In addition, by moving the lower imaging member 281 in the horizontal direction, the surface W U1 of the upper wafer W U is imaged. Then, the position of the reference point A of the lower wafer W L displayed on the image picked up by the upper imaging member 263, and the upper wafer W U displayed on the picked up image by the lower imaging member 281. The position in the horizontal direction (including the horizontal orientation) of the lower wafer W L is adjusted by the lower chuck 231 so that the positions of the reference points B of are aligned. That is, the lower chuck 231 moves the lower chuck 231 in the horizontal direction to adjust the horizontal position of the lower wafer W L. In this way, the position in the horizontal direction between the upper wafer W U and the lower wafer W L is adjusted (step S10 in FIG. 20). In addition, instead of moving the upper imaging member 263 and the lower imaging member 281, the lower chuck 231 may be moved.
또한, 웨이퍼(WU, WL)의 수평 방향은, 공정 S3, S8에서 위치 조절 기구(210)에 의해 조절되어 있지만, 공정 S10에서 미세 조절이 행해진다. 또한, 본 실시 형태의 공정 S10에서는, 기준점(A, B)으로서, 웨이퍼(WL, WU) 상에 형성된 소정의 패턴을 이용하고 있었지만, 그 밖의 기준점을 이용할 수도 있다. 예를 들어 웨이퍼(WL, WU)의 외주부와 노치부를 기준점으로서 이용할 수 있다.In addition, while the horizontal direction of the wafer (W U, W L) is regulated by the position adjusting mechanism 210 in step S3, S8, fine adjustment is performed in the step S10. In step S10 of this embodiment, the reference point (A, B) as, but using a predetermined pattern formed on the wafer (W L, W U), may also be used other reference point. For example, the outer periphery and the notch of the wafers W L and W U can be used as reference points.
그 후, 하부 척 구동부(237)에 의해, 도 22에 도시한 바와 같이 하부 척(231)을 상승시켜서, 하부 웨이퍼(WL)를 소정의 위치에 배치한다. 이때, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)과 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1) 사이의 간격이 소정의 거리, 예를 들어 80㎛ 내지 200㎛가 되도록 하부 웨이퍼(WL)를 배치한다. 이렇게 하여 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 연직 방향의 위치가 조절된다(도 20의 공정 S11).Thereafter, the lower chuck 231 is raised by the lower chuck driver 237 to place the lower wafer W L at a predetermined position. At this time, the lower wafer (W L) surface (W L1) and the upper wafer (W U) surface (W U1) spacing a predetermined distance between, for example, such that the lower wafer 80㎛ to 200㎛ of (W L ). In this way, the position of the upper wafer W U and the lower wafer W L in the vertical direction is adjusted (step S11 in FIG. 20).
그 후, 도 23에 도시한 바와 같이 압동 부재(260)의 압동 핀(261)을 하강시킴으로써 상부 웨이퍼(WU)의 중심부를 가압하면서 당해 상부 웨이퍼(WU)를 하강시킨다. 이때, 압동 핀(261)에는, 상부 웨이퍼(WU)가 없는 상태에서 당해 압동 핀(261)이 70㎛ 이동하는 하중, 예를 들어 200g이 가해진다. 그리고, 압동 부재(260)에 의해, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 접촉시켜 가압한다(도 20의 공정 S12). 이때, 상부 척(230)과 지지 부재(250) 사이에는 소정의 간극이 형성되어 있으므로, 당해 간극에 의해, 압동 부재(260)가 상부 웨이퍼(WU)를 가압했을 때의 반력의 영향을 흡수할 수 있다. 또한 상부 척(230)의 흡인구(244)는 흡인 영역(243)의 외주부에 형성되어 있으므로, 압동 부재(260)로 상부 웨이퍼(WU)의 중심부를 가압할 때에도, 상부 척(230)에 의해 상부 웨이퍼(WU)의 외주부를 보유 지지할 수 있다.Thereafter, as shown in Fig. 23, by lowering the pushing pin 261 of the pushing member 260, while the art pushes the central portion of the upper wafer (W U), lower the top wafer (W U). At this time, the pressure pin 261 is applied with a load, for example, 200 g, in which the pressure pin 261 moves 70 μm in a state where the upper wafer W U is not present. Then, the pressure member 260 contacts and presses the center of the upper wafer W U and the center of the lower wafer W L (step S12 in FIG. 20). At this time, since a predetermined gap is formed between the upper chuck 230 and the support member 250, the gap absorbs the influence of the reaction force when the pressure member 260 presses the upper wafer W U. can do. In addition, since the suction port 244 of the upper chuck 230 is formed at the outer circumferential portion of the suction region 243, the suction chuck 260 is applied to the upper chuck 230 even when the center of the upper wafer W U is pressed by the pressure member 260. As a result, the outer peripheral portion of the upper wafer W U can be held.
그렇게 하면, 가압된 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부 사이에서 접합이 개시된다(도 23에서의 굵은 선부). 즉, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)은 각각 공정 S1, S6에 있어서 개질되어 있기 때문에, 우선 표면(WU1, WL1) 사이에 반데발스력(분자간력)이 생겨서, 당해 표면(WU1, WL1)끼리가 접합된다. 또한, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)은 각각 공정 S2, S7에서 친수화되어 있기 때문에, 표면(WU1, WL1) 사이의 친수기가 수소 결합하여(분자간력), 표면(WU1, WL1)끼리가 견고하게 접합된다.Then, the bonding is started between the center of the pressed upper wafer W U and the center of the lower wafer W L (thick line in FIG. 23). That is, since the surface W U1 of the upper wafer W U and the surface W L1 of the lower wafer W L are modified in steps S1 and S6, respectively, first, the surfaces W U1 and W L1 are used. the van der Waals force to eh (intermolecular force), are joined to each other art surface (W U1, W L1). In addition, since the surface W U1 of the upper wafer W U and the surface W L1 of the lower wafer W L are hydrophilized in steps S2 and S7, respectively, the surfaces W U1 and W L1 are separated from each other. Hydrophilic groups are hydrogen bonded (molecular force), and the surfaces W U1 and W L1 are firmly bonded to each other.
그 후, 도 24에 도시한 바와 같이 압동 부재(260)에 의해 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 가압한 상태에서 진공 펌프(246)의 작동을 정지하여, 흡인 영역(243)에서의 상부 웨이퍼(WU)의 진공 흡인을 정지한다. 그렇게 하면, 상부 웨이퍼(WU)가 하부 웨이퍼(WL) 상으로 낙하한다. 이때, 상부 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)은 복수의 핀(241)에 지지되어 있으므로, 상부 척(230)에 의한 상부 웨이퍼(WU)의 진공 흡인을 해제했을 때, 상기 상부 웨이퍼(WU)가 상부 척(230)으로부터 박리되기 쉽게 되어 있다. 그리고 상부 웨이퍼(WU)의 중심부로부터 외주부를 향해서, 상부 웨이퍼(WU)의 진공 흡인을 정지하고, 상부 웨이퍼(WU)가 하부 웨이퍼(WL) 상으로 순차 낙하하여 접촉하고, 전술한 표면(WU1, WL1) 사이의 반데발스력과 수소 결합에 의한 접합이 순차 넓혀진다. 이렇게 해서, 도 25에 도시한 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 전체면에서 접촉하고, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)가 접합된다(도 20의 공정 S13).Thereafter, as shown in FIG. 24, the operation of the vacuum pump 246 is stopped while the center of the upper wafer W U and the center of the lower wafer W L are pressed by the pressure member 260. Vacuum suction of the upper wafer W U in the suction region 243 is stopped. In doing so, the upper wafer W U falls onto the lower wafer W L. At this time, since the back surface W U2 of the upper wafer W U is supported by the plurality of pins 241, the upper wafer W U is released when the vacuum suction of the upper wafer W U by the upper chuck 230 is released. (W U ) is easily peeled from the upper chuck 230. And toward the outer periphery from the center of the upper wafer (W U), stopping the vacuum suction of the upper wafer (W U), and the top wafer (W U) is contacted successively dropped to the lower wafer (W L), and the above-mentioned Bonding by van der Waals forces and hydrogen bonds between the surfaces W U1 and W L1 are sequentially widened. In this way, as shown in FIG. 25, the surface W U1 of the upper wafer W U and the surface W L1 of the lower wafer W L come in contact with each other on the entire surface, and the upper wafer W U is lower than the lower surface. The wafer W L is bonded (step S13 in FIG. 20).
그 후, 도 26에 도시한 바와 같이 압동 부재(260)의 압동 핀(261)을 상부 척(230)까지 상승시킨다. 또한, 진공 펌프(276)의 작동을 정지하고, 흡인 영역(273)에 있어서의 하부 웨이퍼(WL)의 진공 흡인을 정지하여, 하부 척(231)에 의한 하부 웨이퍼(WL)의 흡착 보유 지지를 정지한다. 이때, 하부 웨이퍼(WL)의 이면(WL2)은 복수의 핀(271)에 지지되어 있으므로, 하부 척(231)에 의한 하부 웨이퍼(WL)의 진공 흡인을 해제했을 때, 상기 하부 웨이퍼(WL)가 하부 척(231)으로부터 박리되기 쉽게 되어 있다.Thereafter, as illustrated in FIG. 26, the pressure pin 261 of the pressure member 260 is raised to the upper chuck 230. In addition, the operation of the vacuum pump 276 is stopped, and the vacuum suction of the lower wafer W L in the suction region 273 is stopped, so that the lower wafer W L is held by the lower chuck 231. Stop support. At this time, since the back surface W L2 of the lower wafer W L is supported by the plurality of pins 271, when the vacuum suction of the lower wafer W L by the lower chuck 231 is released, the lower wafer W L is released. (W L ) is easily peeled from the lower chuck 231.
상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)가 접합된 중합 웨이퍼(WT)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 트랜지션 장치(51)로 반송되고, 그 후 반출입 스테이션(2)의 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 소정의 카세트 적재판(11)의 카세트(CT)로 반송된다. 이와 같이 하여, 일련의 웨이퍼(WU, WL)의 접합 처리가 종료한다.The polymerized wafer W T to which the upper wafer W U and the lower wafer W L are bonded is conveyed to the transition apparatus 51 by the wafer conveying apparatus 61, and the wafer of the loading / unloading station 2 is thereafter. The conveying apparatus 22 is conveyed to the cassette CT of the predetermined | prescribed cassette mounting plate 11. As shown in FIG. In this way, the bonding process of the series of wafers W U and W L is completed.
이상의 실시 형태에 의하면, 하부 척 보유 지지부(235)가 하부 척(231)을 진공 흡인하여 흡착 보유 지지하므로, 하부 척(231)이 연직 방향으로 왜곡되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)를 접합할 때, 접합된 중합 웨이퍼(WT)의 연직 방향의 왜곡을 억제할 수 있다.According to the above embodiment, since the lower chuck holding | maintenance part 235 carries out suction suction holding | maintenance of the lower chuck 231, it can suppress that the lower chuck 231 is distorted in a perpendicular direction. Therefore, when joining the upper wafer W U and the lower wafer W L , distortion in the vertical direction of the bonded polymerized wafer W T can be suppressed.
특히 하부 척 보유 지지부(235)의 흡인 홈(292)은 환상으로 형성되어 있기 때문에, 하부 척 보유 지지부(235)는 하부 척(231)을 면 형상으로 진공 흡인할 수 있어, 종래의 나사와 같이 특이점이 형성되지 않으므로, 하부 척(231)의 연직 방향의 왜곡을 더 억제할 수 있다. 또한 흡인 홈(292)은 제2 본체부(290b)와 제3 본체부(290c)에 이중으로 형성되어 있기 때문에, 하부 척 보유 지지부(235)는 하부 척(231)을 보다 확실하게 흡착 보유 지지할 수 있다.In particular, since the suction groove 292 of the lower chuck holding portion 235 is formed in an annular shape, the lower chuck holding portion 235 can suck the lower chuck 231 in a planar shape and vacuum like a conventional screw. Since no singular point is formed, distortion in the vertical direction of the lower chuck 231 can be further suppressed. Moreover, since the suction groove 292 is formed in the 2nd main body part 290b and the 3rd main body part 290c double, the lower chuck holding | maintenance part 235 carries out suction holding | maintenance of the lower chuck 231 more reliably. can do.
또한 하부 척 보유 지지부(235)에 있어서 하부 척(231)과 접촉하는 부분은, 중심 돌출부(291), 제2 본체부(290b), 제3 본체부(290c), 외주 돌출부(293)에 한정되어 있으므로, 하부 척 보유 지지부(235)의 상면 전체가 하부 척(231)에 접촉하는 경우에 비하여, 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 이와 같이 접촉 면적을 작게 할 수 있으므로, 하부 척(231)의 굴곡을 감소시켜서, 당해 하부 척(231)의 상면을 평탄하게 할 수 있다(상면의 평면도를 작게 할 수 있음). 따라서, 하부 척(231)에 보유 지지된 하부 웨이퍼(WL)의 연직 방향의 왜곡을 더 억제할 수 있다.In the lower chuck holding portion 235, the portion in contact with the lower chuck 231 is limited to the central protrusion 291, the second main body 290b, the third main body 290c, and the outer circumferential protrusion 293. Since the whole upper surface of the lower chuck holding | maintenance part 235 contacts the lower chuck 231, a contact area can be made small. Since the contact area can be made small in this way, the curvature of the lower chuck 231 can be reduced, and the upper surface of the lower chuck 231 can be made flat (the flatness of the upper surface can be reduced). Therefore, distortion in the vertical direction of the lower wafer W L held by the lower chuck 231 can be further suppressed.
또한 이와 같이 하부 척(231)과 접촉하는 부분이, 중심 돌출부(291), 제2 본체부(290b), 제3 본체부(290c), 외주 돌출부(293)이므로, 예를 들어 처리 용기(190) 내에 파티클이 존재하는 경우에서도, 당해 파티클은 하부 척(231)과 하부 척 보유 지지부(235) 사이의 공간에 들어간다. 따라서, 파티클에 의해 하부 척(231)이 연직 방향으로 왜곡되는 것을 더 억제할 수 있다.Moreover, since the part which contacts the lower chuck 231 in this way is the center protrusion 291, the 2nd main body 290b, the 3rd main body 290c, and the outer periphery protrusion 293, for example, the processing container 190 Even in the presence of particles within), the particles enter the space between the lower chuck 231 and the lower chuck holder 235. Therefore, the distortion of the lower chuck 231 in the vertical direction by the particles can be further suppressed.
또한 하부 척 보유 지지부(235)는 하부 척(231)의 이동 기구인 샤프트(236)와 하부 척 구동부(237)에 지지되어 있다. 이러한 경우, 이동 기구에 의해 하부 척(231)을 이동시킬 때에도, 하부 척 보유 지지부(235)가 하부 척(231)을 적절하게 보유 지지할 수 있어, 하부 척(231)이 이동한 후에도 당해 하부 척(231)의 상면의 평면도를 작게 유지할 수 있다.In addition, the lower chuck holding portion 235 is supported by the shaft 236 and the lower chuck driving portion 237 which are the moving mechanisms of the lower chuck 231. In this case, even when the lower chuck 231 is moved by the moving mechanism, the lower chuck holding portion 235 can hold the lower chuck 231 appropriately, so that the lower chuck 231 is moved even after the lower chuck 231 moves. The top view of the upper surface of the chuck 231 can be kept small.
여기서 종래 하부 척 보유 지지부는, 복수의 부품이 연직 방향으로 적층되어 조합되어 있는 경우가 있었다. 이러한 경우, 예를 들어 하나의 부품의 평면도가 작아도, 복수의 부품이 적층됨으로써 평면도가 커져서, 결과적으로 하부 척 보유 지지부의 상면이 평탄하지 않은 경우가 있었다. 이 점, 본 실시 형태에서는 하부 척 보유 지지부(235)는 하나의 본체부(290)를 갖고 있으므로, 당해 하부 척 보유 지지부(235)의 상면을 평탄하게 유지할 수 있다.Here, the conventional lower chuck holding | maintenance part may have combined several components laminated | stacked in the perpendicular direction. In such a case, even if the flatness of one component is small, for example, the flatness is increased by laminating a plurality of components, and as a result, the upper surface of the lower chuck holding portion may not be flat. In this regard, since the lower chuck holding portion 235 has one main body portion 290, the upper surface of the lower chuck holding portion 235 can be kept flat.
또한 종래와 같이 하부 척과 하부 척 보유 지지부가 나사로 고정되어 있는 경우, 당해 하부 척 보유 지지부의 메인터넌스 시에 모든 나사를 제거할 필요가 있어, 메인터넌스가 번잡하였다. 또한 하부 척 보유 지지부가 복수의 부품으로 구성되어 있는 경우, 모든 부품을 메인터넌스할 필요가 있어, 메인터넌스가 더 번잡해져 있었다. 이 점, 본 실시 형태에서는 하부 척 보유 지지부(235)가 하부 척(231)을 흡착 보유 지지하므로, 하부 척 보유 지지부(235)를 용이하게 제거할 수 있어, 하부 척 보유 지지부(235)의 메인터넌스를 용이하게 행할 수 있다. 또한 하부 척 보유 지지부(235)는 하나의 본체부(290)를 갖고 있으므로, 메인터넌스를 더욱 용이하게 행할 수 있다.In addition, when the lower chuck and the lower chuck holding portion are fixed by screws as in the related art, it is necessary to remove all the screws at the time of maintenance of the lower chuck holding portion, and maintenance is complicated. In addition, when the lower chuck holding part is composed of a plurality of parts, it is necessary to maintain all parts, and maintenance is more complicated. In this regard, in the present embodiment, since the lower chuck holding portion 235 sucks and holds the lower chuck 231, the lower chuck holding portion 235 can be easily removed, thereby maintaining the lower chuck holding portion 235. Can be easily performed. Moreover, since the lower chuck holding | maintenance part 235 has one main body part 290, maintenance can be performed more easily.
또한 접합 시스템(1)은 접합 장치(41) 외에, 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)을 개질하는 표면 개질 장치(30)와, 표면(WU1, WL1)을 친수화함과 함께 당해 표면(WU1, WL1)을 세정하는 표면 친수화 장치(40)도 구비하고 있으므로, 하나의 시스템 내에서 웨이퍼(WU, WL)의 접합을 효율적으로 행할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 접합 처리의 스루풋을 보다 향상시킬 수 있다.In addition to the bonding apparatus 41, the bonding system 1 includes a surface modification apparatus 30 for modifying the surfaces W U1 and W L1 of the wafers W U and W L , and a surface W U1 and W L1 . a since the art with hydrophilic hwaham having surface surface hydrophilization device 40 for cleaning the (W U1, W L1), it is possible to efficiently perform the bonding of the wafer (W U, W L) in a system . Therefore, the throughput of the wafer bonding process can be further improved.
또한 하부 척 보유 지지부(235)에 있어서, 본체부(290)의 구성, 중심 돌출부(291)의 구성, 흡인 홈(292)의 구성, 외주 돌출부(293)의 구성은, 각각 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의로 설정할 수 있다.In addition, in the lower chuck holding | maintenance part 235, the structure of the main body part 290, the structure of the center protrusion part 291, the structure of the suction groove 292, and the structure of the outer periphery protrusion part 293 are respectively limited to this embodiment. It can be set arbitrarily.
또한 본 실시 형태의 상부 척(230)은 웨이퍼(WU, WL)의 접합 시에 상기 상부 척(230)이 진동하는 것을 억제하기 위해서, 가능한 한 경량화하는 것이 바람직하다. 예를 들어 상부 척(230)의 상면의 일부를 절결하여 홈을 형성하여 경량화해도 된다.In addition, the upper chuck 230 of the present embodiment is preferably as light as possible in order to suppress the vibration of the upper chuck 230 at the time of bonding the wafers W U and W L. For example, a part of the upper surface of the upper chuck 230 may be cut out to form a groove to reduce the weight.
이상의 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 접합된 중합 웨이퍼(WT)의 연직 방향의 왜곡을 억제할 수 있다. 이와 같이 연직 방향의 왜곡을 억제하는 것은, 예를 들어 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서 웨이퍼의 웨이퍼나 BSI 모델(Back Side Illumination)의 웨이퍼에 유용하다.As described in the above embodiments, the distortion in the vertical direction of the bonded polymerized wafer W T can be suppressed. Thus, suppressing the distortion in the vertical direction is useful, for example, for wafers of a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensor wafer or wafers of a BSI model (Back Side Illumination).
이상의 실시 형태에서는, 하부 척 구동부(237)에 의해 하부 척(231)이 연직 방향으로 승강 가능하면서 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 있었지만, 상부 척(230)을 연직 방향으로 승강 가능하게 구성하여도 된다 또한, 상부 척(230)과 하부 척(231)의 양쪽이, 연직 방향으로 승강 가능하면서 수평 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있어도 된다.In the above embodiment, the lower chuck 231 is capable of lifting in the vertical direction and movable in the horizontal direction by the lower chuck driving unit 237, but the upper chuck 230 may be configured to be lifted in the vertical direction. In addition, both the upper chuck 230 and the lower chuck 231 may be configured to be movable in the vertical direction while being able to move up and down in the vertical direction.
이상의 실시 형태의 접합 시스템(1)에 있어서, 접합 장치(41)에 의해 웨이퍼(WU, WL)를 접합한 후, 나아가 접합된 중합 웨이퍼(WT)를 소정의 온도로 가열하여도 된다. 중합 웨이퍼(WT)에 이러한 가열 처리를 행함으로써, 접합 계면을 보다 견고하게 결합시킬 수 있다.In the above embodiment of the bonded system (1), the wafer (W U, W L), a, and further the joint polymerization wafer (W T) and then bonding the by the joining apparatus 41 is also heated to a predetermined temperature . By performing this heat treatment on the polymerized wafer W T , the bonding interface can be more firmly bonded.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면 특허청구범위에 기재된 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 자명하며, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다. 본 발명은 이 예에 한하지 않고 다양한 형태를 채용할 수 있는 것이다. 본 발명은 기판이 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용 마스크 레티클 등의 다른 기판인 경우에도 적용할 수 있다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to this example. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or modifications can be made within the scope of the spirit described in the claims, and that they naturally belong to the technical scope of the present invention. The present invention is not limited to this example, and various forms can be employed. The present invention can also be applied to the case where the substrate is other substrates such as FPDs (flat panel displays) other than wafers and mask reticles for photomasks.
1: 접합 시스템
2: 반출입 스테이션
3: 처리 스테이션
30: 표면 개질 장치
40: 표면 친수화 장치
41: 접합 장치
60: 웨이퍼 반송 영역
230: 상부 척
231: 하부 척
235: 하부 척 보유 지지부
236: 샤프트
237: 하부 척 구동부
290: 본체부
290a 내지 290d: 제1 내지 제4 본체부
291: 중심 돌출부
292: 흡인 홈
293: 외주 돌출부
300: 제어부
WU: 상부 웨이퍼
WL: 하부 웨이퍼
WT: 중합 웨이퍼1: splicing system
2: import and export station
3: processing station
30: surface modification device
40: surface hydrophilization device
41: splicing device
60: wafer transfer area
230: upper chuck
231: lower chuck
235: lower chuck holder
236: shaft
237: lower chuck drive
290: main body
290a to 290d: first to fourth body parts
291: center protrusion
292: suction groove
293: outer protrusion
300: control unit
W U : upper wafer
W L : lower wafer
W T : Polymerized Wafer
Claims (4)
하면에서 제1 기판을 흡착 보유 지지하는 제1 척과,
상기 제1 척의 하방에 설치되고, 상면에 있어서 제2 기판을 흡착 보유 지지하는 제2 척과,
상기 제2 척의 하방에 설치되고, 상기 제2 척을 진공 흡인하여 보유 지지하기 위한 흡인 홈이 상면에 환상으로 형성된 척 보유 지지부를 갖고,
상기 척 보유 지지부의 내측은 두께 방향으로 관통하여 절결되는, 복수의 공동 부분이 존재하고,
상기 척 보유 지지부의 상면 중심부에는, 주위에 비하여 돌출된 중심 돌출부가 설치되고,
상기 척 보유 지지부의 상면 외주부에는, 주위에 비하여 돌출된 복수의 외주 돌출부가 설치되고,
상기 척 보유 지지부는 상기 중심 돌출부, 상기 흡인 홈, 상기 외주 돌출부가 각각 상기 제2 척에 접촉한 상태에서, 상기 흡인 홈으로부터 진공 흡인을 행함으로써, 상기 제2 척을 흡착 보유 지지하는, 접합 장치.As a bonding apparatus for bonding substrates together,
A first chuck which adsorbs and holds the first substrate at the lower surface thereof
A second chuck provided below the first chuck and adsorbing and holding a second substrate on an upper surface thereof;
It is provided below the second chuck, the suction groove for vacuum suction and holding the second chuck has a chuck holding portion formed annularly on the upper surface,
The inside of the chuck holding portion has a plurality of cavity portions, which are cut through in the thickness direction,
In the center of the upper surface of the chuck holding portion, a central protrusion protruding from the surroundings is provided,
The outer peripheral portion of the upper surface of the chuck holding portion is provided with a plurality of outer circumferential protrusions protruding from the surroundings,
The joining device wherein the chuck holding portion sucks and holds the second chuck by performing vacuum suction from the suction groove while the center protrusion, the suction groove, and the outer circumferential protrusion contact the second chuck, respectively. .
상기 흡인 홈은, 동심원상에 서로 다른 직경이며 이중으로 설치되어 있는 접합 장치.The method of claim 1,
The said suction groove is a joining apparatus provided in the concentric circle with a mutually different diameter and provided in double.
상기 척 보유 지지부는, 상기 척 보유 지지부의 하방에 설치되고, 상기 제2 척을 이동시키는 이동 기구에 지지되어 있는 접합 장치.The method according to claim 1 or 2,
The said chuck holding | maintenance part is a bonding apparatus provided below the chuck holding | maintenance part, and is supported by the moving mechanism which moves the said 2nd chuck.
상기 접합 장치를 구비한 처리 스테이션과,
상기 제1 기판, 상기 제2 기판 또는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 접합된 중합 기판을 각각 복수 보유 가능하면서, 상기 처리 스테이션에 대하여 상기 제1 기판, 상기 제2 기판 또는 상기 중합 기판을 반출입하는 반출입 스테이션을 구비하고, 상기 처리 스테이션은,
상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판이 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 장치와,
상기 표면 개질 장치로 개질된 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와,
상기 표면 개질 장치, 상기 표면 친수화 장치 및 상기 접합 장치에 대하여 상기 제1 기판, 상기 제2 기판 또는 상기 중합 기판을 반송하기 위한 반송 영역을 갖고,
상기 접합 장치에서는, 상기 표면 친수화 장치로 표면이 친수화된 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하는 접합 시스템.As a joining system provided with the joining apparatus of Claim 1 or 2,
A processing station equipped with the bonding apparatus,
The first substrate, the second substrate, or the polymerized substrate may be held with respect to the processing station while holding a plurality of polymer substrates each of which the first substrate, the second substrate, or the first substrate and the second substrate are bonded to each other. A loading / unloading station for carrying in and out, the processing station,
A surface modification apparatus for modifying a surface to which the first substrate or the second substrate is bonded;
A surface hydrophilization device that hydrophilizes the surface of the first substrate or the second substrate modified by the surface modification device;
It has a conveyance area | region for conveying the said 1st board | substrate, the said 2nd board | substrate, or the said polymeric board | substrate with respect to the said surface modification apparatus, the said surface hydrophilization apparatus, and the said bonding apparatus,
In the said bonding apparatus, the bonding system which bonds the said 1st board | substrate and the said 2nd board | substrate which the surface became hydrophilic with the said surface hydrophilization apparatus.
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